U molekularnoj biologiji, faktori inicijacije su proteini koji se vežu za malu ribosomsku podjedinicu tokom inicijacije translacije, dijela biosinteze proteina.
Faktori inicijacije mogu stupiti u interakciju s represorima kako bi usporili ili spriječili translaciju. Imaju sposobnost interakcije s aktivatorima, kako bi im pomogli da započnu ili povećaju brzinu translacije. Kod bakterija se jednostavno nazivaju IF-ovi (tj. IF1, IF2 i IF3), a kod eukariota su poznati kao eIF-ovi (tj. eIF1, eIF2, eIF3). Inicijacija translacije se ponekad opisuje kao proces u tri koraka koji faktori inicijacije pomažu u provođenju. Prvo, tRNK koja nosi aminokiselinu metionin veže se za malu podjedinicu ribosoma, zatim se veže za iRNK i konačno se spaja s velikom podjedinicom ribosoma. Faktori inicijacije koji pomažu u ovom procesu imaju različite uloge i strukture. Tipovi Faktori inicijacije su podijeljeni u tri glavne grupe prema taksonomskim domenima. Postoje neke zajedničke homologije (kliknite na nazive domena da biste vidjeli faktore specifične za domen): InterPro Bakterijski Arhejski Eukariotski Zajednička funkcija IF-1 aIF1A eIF1A raznolik u različitim domenima IF-2 aIF5B eIF5B raznolik u različitim domenima (SUI1) YciH? aIF1 eIF1 vezivanje iRNK, vjernost start kodona IF-3 vjernost start kodona EF-P aIF5A eIF5A elongacijski faktor( tri podjedinice) aIF2 eIF2 veže tRNKiMet aIF6 eIF6 održava dvije ribosomske podjedinice razdvojenima vezivanjem velike podjedinice
Struktura i funkcija
Mnogi strukturni domeni su očuvani kroz evoluciju, jer prokariotski faktori inicijacije dijele slične strukture sa eukariotskim faktorima. Prokariotski faktor inicijacije, IF3, pomaže u specifičnosti početnog mjesta, kao i u vezivanju mRNA. Ovo je u poređenju sa eukariotskim faktorom inicijacije, eIF1, koji takođe obavlja ove funkcije. Struktura elF1 je slična C-terminalnom domenu IF3, jer svaki od njih sadrži petolančani beta list naspram dvije alfa heliksa.
Prokariotski faktori inicijacije IF1 i IF2 su takođe homolozi eukariotskih faktora inicijacije eIF1A i eIF5B. IF1 i eIF1A, oba sadrže OB-nabor, vežu se za A mjesto i pomažu u sastavljanju inicijacijskih kompleksa na start kodonu. IF2 i eIF5B pomažu u spajanju male i velike ribosomske podjedinice. Faktor eIF5B također sadrži faktore elongacije. Domen IV eIF5B je usko povezan sa C-terminalnim domenom IF2, jer se oba sastoje od beta-bureta. elF5B također sadrži domen koji veže GTP, koji se može prebaciti iz aktivnog GTP-a u neaktivni GDP. Ovaj prekidač pomaže u regulaciji afiniteta ribosoma za inicijacijski faktor. thumb| Bakterijski 30S inicijacijski kompleks, također prikazuje Shine-Dalgarno sekvencu uzvodno od start kodona
Eukariotski inicijacijski faktor eIF3 igra važnu ulogu u translacijskoj inicijaciji. Ima složenu strukturu, sastavljenu od 13 podjedinica. Pomaže u stvaranju 43S preinicijacijskog kompleksa, koji se sastoji od male 40S podjedinice vezane za druge inicijacijske faktore. Također pomaže u stvaranju 48S preinicijacijskog kompleksa, koji se sastoji od 43S kompleksa s mRNA. Faktor eIF3 se također može koristiti nakon translacije kako bi se odvojio ribosomski kompleks i održale male i velike podjedinice odvojene. Inicijacijski faktor interagira s faktorima eIF1 i eIF5 koji se koriste za skeniranje i selekciju start kodona. To može stvoriti promjene u selekciji faktora, vezanjem za različite kodone. Još jedan važan eukariotski faktor inicijacije, eIF2, veže tRNK koja sadrži metionin za P-mjesto malog ribosoma. P-mjesto je mjesto gdje tRNK koja nosi aminokiselinu formira peptidnu vezu s dolaznim aminokiselinama i nosi peptidni lanac. Faktor se sastoji od alfa, beta i gama podjedinice. eIF2 gama podjedinica karakterizirana je GTP-vezujućim domenom i beta-bačvastim naborima. Vezuje se za tRNK putem GTP-a. Nakon što faktor inicijacije pomogne tRNK da se veže, GTP hidrolizira i oslobađa eIF2. eIF2 beta podjedinica identificira se po svom Zn-prstu. eIF2 alfa podjedinica karakterizirana je OB-nabornim domenom i dva beta-lanca. Ova podjedinica pomaže u regulaciji translacije, jer se fosforilira kako bi inhibirala sintezu proteina.
Kompleks eIF4F podržava proces inicijacije translacije zavisan od kape i sastoji se od inicijacijskih faktora eIF4A, eIF4E i eIF4G. Kraj kape mRNA, koji je 5' kraj, dovodi se do kompleksa gdje se 43S ribosomski kompleks može vezati i skenirati mRNA za početni kodon. Tokom ovog procesa, 60S ribosomska podjedinica se veže i formira se veliki 80S ribosomski kompleks. eIF4G igra ulogu jer interaguje sa proteinom koji veže poliA, privlačeći iRNK. eIF4E se zatim veže za kapu iRNK, a mala ribosomska podjedinica se veže za eIF4G kako bi započela proces stvaranja 80S ribosomskog kompleksa. eIF4A djeluje na tome da ovaj proces bude uspješniji, budući da je to DEAD box helikaza. Omogućava odmotavanje neprevedenih regija iRNK, kako bi se omogućilo vezivanje i skeniranje ribosoma.
Kod raka thumb|350px|Formiranje eukariotskog inicijacionog kompleksa U kancerogenim ćelijama, inicijacijski faktori pomažu u ćelijskoj transformaciji i razvoju tumora. Preživljavanje i rast raka direktno je povezan s modifikacijom inicijacijskih faktora i koristi se kao meta za farmaceutske proizvode. Ćelijama je potrebna povećana energija, kada su kancerogene i tu energiju crpe iz proteina. Prekomjerna ekspresija inicijacijskih faktora korelira s karcinomima, jer povećavaju sintezu proteina potrebnih kod karcinoma. Neki inicijacijski faktori, poput eIF4E, važni su u sintezi specifičnih proteina potrebnih za proliferaciju i preživljavanje raka. Pažljivim odabirom proteina osigurava se da će se sintetizirati proteini koji su obično ograničeni u translaciji i samo proteini potrebni za rast ćelija raka. To uključuje proteine uključene u rast, malignitet i angiogenezu. Faktor eIF4E, zajedno s eIF4A i eIF4G, također ima ulogu u tranziciji benignih ćelija raka u metastatske.
Najveći faktor inicijacije, eIF3, još je jedan značajan faktor inicijacije kod ljudskih karcinoma. Zbog svoje uloge u stvaranju 43S preinicijacijskog kompleksa, pomaže u vezivanju ribosomske podjedinice za iRNK. Faktor inicijacije povezan je s karcinomima putem prekomjerne ekspresije. Naprimjer, jedan od trinaest eIF3 proteina, eIF3c, interragira s proteinima koji se koriste u supresiji tumora i potiskuje ih. Dokazano je da ograničena ekspresija određenih eIF3 proteina, kao što su eIF3a i eIF3d, smanjuje snažan rast ćelija raka. Prekomjerna ekspresija eIF3a povezana je s rakom dojke, pluća, grlića maternice, jednjaka, želuca i debelog crijeva. Prevladava u ranim fazama onkogeneze i vjerovatno selektivno prevodi proteine potrebne za proliferaciju ćelija. Kada je eIF3a suprimiran, pokazalo se da smanjuje malignost raka dojke i pluća, najvjerovatnije zbog svoje uloge u rastu tumora.
Također pogledajte Ribosom Eukariotska translacija Eukariotski faktor inicijacije
Reference
Vanjski linkovi
Kategorija:Molekularna biologija Kategorija:Biosinteza proteina Kategorija:Ekspresija gena