Translation Ablesung-

Proteinsynthese

Proteinsynthese

Translation

mRNA

DNA

Transkription

Polypeptid

Proteinsynthese

Beladen der tRNAs

• spezifische Aminosäure +

spezifische tRNA + ATP ↔

Aminoacyl-tRNA + AMP + PPi

• Enzym: Aminoacyl-tRNA-

Synthetase

Vor dem Anfang tRNS

Aminoa

cil

transfer

ase

Initiation Initiationskomplex:

- mRNA

- kleine Ribosomuntereinheit

- formylMet-tRNAfMet (Initiator

tRNA bei Prokaryoten), Met-

tRNAMet bei Eukaryoten

Prokaryoten:

Die Erkennung und Bindung der

mRNA auf die kleine Ribosomen-

untereinheit erfolgt an einer

charakteristischen Consensus-

Sequenz (Shine-Dalgarno-Sequenz)

Eukaryoten:

5’-Cap ist wichtig für die Bindung

Anfang

Prokaryoten - Initiation 30S Untereinheit

Initiator tRNA

50S Untereinheit

70S initiation Komplex

16S komplementär Region

30S initiation Komplex

Initiator Faktoren

I. IF1 und IF3 bindet zum 30S Ribosom so

verhindert 50S ohne mRNA an die 30S-Untereinheit zu verbinden.

II. IF2-GTP bindet an die 30S-Untereinheit

fördert die Bindung von Initiator-tRNA - Formyl-Methionin

III. Die 30S-Untereinheit verbindet an mRNA durch die Erkennung der Shine-

Dalgarno-Sequenz

IV. Die Initiator-tRNA bindet an diesen Komplex,

zu AUG mit CAU Antikodon dann löst IF3: 30S Initiationskomplex

V. Die 50S Untereinheit verbindet, IF1 und IF2 wird getrennt, GTP verdaut

- Energie-intensiver Prozess: 70S Initiationskomplex

John Shine Lynn Dalgarno

2

Anfang

Die 50S Untereinheit

heftet am 30S

Initiationskomplex an.

IF-1 und IF-3 verlassen

den Komplex. Das zu

IF-2 gebundene GTP

wird zu GDP und Pi

hydrolisiert. (IF2: G-

protein)

IF-2 – GDP verläβt den

70S Initiationskomplex.

fMet-tRNAfMet ist in die

P-Stelle positioniert.

2. Initiation IF-1 verhindert die vorzeitige Anlagerung

der groβen Untereinheit. IF-3 verdrängt

nicht-Initiator tRNAs vom Ribosom

30S Untereinheit

Der IF-2 - GTP Komplex bindet

die 30S Untereinheit und hilft

die Bindung der Initiator fMet-

tRNAfMet. Der 30S Initiations-

komplex bindet die mRNA nach

der Erkennung der Shine-

Dalgarno Sequenz

70S

Initiations-

komplex

50S Untereinheit 30S Initiationskomplex

Anfang

Translokation

Peptidyl-

transferase:

23S rRNA (Ribozym,

RNA mit

katalytischer

Aktivität)

Prokaryoten - Elongation Fortsetzung

Mit GTP gekoppelt, EF-Tu kann

die Aminoacyl-tRNA erkennen

EF-Tu-GDP

Komplex

Elongationsfaktor EF-

Ts erkennt und bindet

den inaktiven EF-Tu-

GDP Komplex, GDP

dissoziiert

EF-Tu - EF-Ts

Komplex

Der EF-Tu - EF-Ts

Komplex bindet

GTP, EF-Ts

dissoziiert

EF-Tu – GTP

Komplex

Der regenerierte

EF-Tu – GTP

Komplex bindet ein

weiteres

Aminoacyl-tRNA

Molekül

Der Komplex liefert die

Aminoacyl-tRNA zum

Ribosom. GTP wird

hydrolisiert und der EF-Tu-

GDP Komplex dissoziiert

von dem Ribosom

Hilfefaktoren:

Elongationsfaktoren

(EFs)

EXTRA

EF-Tu (G-Protein)

gekoppelt mit GTP

sichert die Auswahl der

tRNA mit der entspre-

chenden Aminosäure

und liefert sie zur A-

Stelle des Ribosoms

Hilfefaktoren: Elongationsfaktoren (EFs)

Verzögerung, die

Genauigkeit der

Translation erhöht

tRNAs mit inkorrekter

Basenpaarung dissoziiren

tRNAs mit inkorrekter

Basenpaarung dissoziiren

EXTRA

• Stopcodon an der A-Stelle

• Freisetzungsfaktor RF1 oder RF2 bindet an

die A-Stelle

• RF1 erkennt UAG und UAA

• RF2 erkennt UGA und UAA

• Esterbindung zwischen Polypeptid und tRNA

an P-Stelle wird hydrolysiert (RF3-

GTPRF3-GDP + Pi)

• Die Polypeptidkette wird nicht auf eine neue

Aminosäure übertragen, sondern auf Wasser

• Die Polypeptidkette löst sich

• Dissoziation der Bestandteile

Prokaryoten - Termination

Am Ende

Polyribosomen (Polysomen) • Bald nachdem ein Ribosom die Proteinsynthese begonnen und den Startplatz

verlassen hat, können neue Ribosomen auf die mRNA aufspringen und eigene

Synthesezyklen beginnen

• Man spricht von Polysomen, wenn eine mRNA mehrere Ribosomen trägt

Prokaryoten

Eukaryonten - Uterschiede

40S

Untereinheit

40S

Unterienheit

60S

Untereinheit

46S

Untereinheit

Inaktives

Monosom

Scanning

Multifaktorischer-

Komplex (MFC)

elF2B

Zyklus

43S

pre-Initiierungskomplex

48S pre-Initiierungskomplex

80S Initiierungskomplex

A-Stelley P-

Stelle

• 43S pre-Initiierungskomplex-Bildung mithilfe MFC (multifaktorischer Komplex) •Rekrutierung von 43S pre-InitiierungskomplexA durch mRNA am 5’-Ende •Scanning für Initiierungscodon: Kozak-Hypothese

•Rekrutierung 60S Untereinheit, 80S pre-Initiierungskomplex-Bildung

Wichtige Unterschiede zwischen Pro- und

Eukaryonten :

1. Mehr IF-Faktor

2. Die kleine ribosomale Untereinheit bindet erst

an initiierung-tRNA an, dann an mRNA

3. Scanning

4. Kein Formyl-Methionin, sondern Methionin am

N-Terminus

Marilyn Kozak

6

Multifaktorkomplex

Regulierung des Eisen-Niveau in der Zelle

Lysosom

Mitochondrium

Transferrin-Fe

Transferrin

Internalisierung

1. Transferrin Transportprotein liefert EIsen an zelloberflächlichen Rezeptor

2. Internalisierung 3. Trennen sich die Komponente

4a. Transferrin und sein Rezeptor treten aus der Zelle aus

4b. Fe-Transport-Protein liefert Eisen in die Mitochondrien

4c. Ferritin-Protein lagert, wovon kann ins Lysosom gelungen

7

1

2

3

4a

4c

4b