दीर्घीकरण और पेप्टाइड बंधन का निर्माण

दीर्घीकरण अनुवाद का पुनरावृत्त चरण है जिसमें राइबोसोम मैसेंजर आरएनए को एक बार में एक कोडन पढ़ता है, जिससे बढ़ते पॉलीपेप्टाइड में अमीनो एसिड जुड़ते जाते हैं। प्रत्येक चक्र में एक एमिनोएसिल-ट्रांसफर आरएनए का सटीक चयन, एक पेप्टाइड बंधन का निर्माण, और राइबोसोम का अगले कोडन तक संचलन शामिल होता है।

Definition

दीर्घीकरण कोडन-निर्देशित एमिनोएसिल-tRNA चयन, P-साइट पेप्टिडिल-tRNA और A-साइट एमिनोएसिल-tRNA के बीच पेप्टाइड बंधन निर्माण, और GTP-संचालित स्थानांतरण का पुनरावृत्त राइबोसोमल चक्र है जो राइबोसोम को एक कोडन से आगे बढ़ाता है।

Scope

यह विषय दीर्घीकरण चक्र की तीन युग्मित घटनाओं को शामिल करता है: दीर्घीकरण कारक Tu (या eEF1A) द्वारा एमिनोएसिल-tRNA का डिकोडिंग और वितरण, राइबोसोम के पेप्टिडिल ट्रांसफरेज केंद्र में पेप्टाइड बंधन का उत्प्रेरण, और दीर्घीकरण कारक G (या eEF2) द्वारा संचालित स्थानांतरण। यह इस बात पर भी ध्यान देता है कि गति और सटीकता को कैसे संतुलित किया जाता है। यह एक यांत्रिक विषय है, नैदानिक ​​मार्गदर्शन नहीं।

Core questions

• प्रत्येक कोडन के लिए सही एमिनोएसिल-tRNA का चयन कैसे किया जाता है?
• राइबोसोम पेप्टाइड बंधन निर्माण को कैसे उत्प्रेरित करता है?
• मैसेंजर आरएनए के साथ स्थानांतरण को क्या चलाता है?
• दीर्घीकरण की गति और निष्ठा को कैसे संतुलित किया जाता है?

Key concepts

• एमिनोएसिल (A), पेप्टिडिल (P), और निकास (E) साइटें
• दीर्घीकरण कारक Tu / eEF1A
• पेप्टिडिल ट्रांसफरेज केंद्र
• दीर्घीकरण कारक G / eEF2 और स्थानांतरण
• GTP हाइड्रोलिसिस
• डिकोडिंग निष्ठा और प्रूफरीडिंग

Key theories

आरएनए उत्प्रेरण के रूप में राइबोसोमल पेप्टिडिल स्थानांतरण

पेप्टिडिल ट्रांसफरेज केंद्र राइबोसोमल आरएनए से बना है, यह दर्शाता है कि राइबोसोम मूल रूप से एक राइबोजाइम है जो मुख्य रूप से सब्सट्रेट स्थिति द्वारा पेप्टाइड बंधन निर्माण को बढ़ावा देता है।

प्रेरित-फिट डिकोडिंग और गतिज प्रूफरीडिंग

संज्ञानात्मक कोडन-एंटीकोडन युग्मन अनुरूप परिवर्तनों को ट्रिगर करता है जो दीर्घीकरण कारक Tu पर GTP हाइड्रोलिसिस को तेज करता है, जबकि हाइड्रोलिसिस के बाद एक प्रूफरीडिंग चरण गलत tRNAs को अस्वीकार करने का दूसरा अवसर देता है, जिससे संयुक्त रूप से सटीकता बढ़ती है।

Mechanisms

प्रत्येक दीर्घीकरण चक्र में, दीर्घीकरण कारक Tu (यूकेरियोट्स में eEF1A) GTP के साथ एक कॉम्प्लेक्स के रूप में राइबोसोमल A साइट पर एक एमिनोएसिल-tRNA पहुंचाता है; डिकोडिंग केंद्र में सही कोडन-एंटीकोडन युग्मन को महसूस किया जाता है और GTP हाइड्रोलिसिस को उत्तेजित करता है, जिसके बाद एक प्रूफरीडिंग चरण अभी भी निकट-संज्ञानात्मक tRNAs को अस्वीकार कर सकता है। स्वीकृत एमिनोएसिल-tRNA को पेप्टिडिल ट्रांसफरेज केंद्र में समायोजित किया जाता है, जहां राइबोसोमल आरएनए नई अमीनो एसिड पर बढ़ती श्रृंखला के स्थानांतरण को उत्प्रेरित करता है, जिससे एक पेप्टाइड बंधन बनता है। दीर्घीकरण कारक G (eEF2) तब GTP हाइड्रोलिसिस का उपयोग स्थानांतरण को चलाने के लिए करता है, tRNAs और mRNA को इस तरह से स्थानांतरित करता है कि अगला कोडन A साइट में प्रवेश करता है और डीएसिलेटेड tRNA बाहर निकलता है। संरचनात्मक स्नैपशॉट ने इन अवस्थाओं को देखा है, यह स्पष्ट करते हुए कि डिकोडिंग, उत्प्रेरण और संचलन को कैसे समन्वित किया जाता है।

Clinical relevance

कई एंटीबायोटिक्स और विषाक्त पदार्थ दीर्घीकरण पर कार्य करते हैं, उदाहरण के लिए एमिनोएसिल-tRNA वितरण, पेप्टिडिल ट्रांसफरेज प्रतिक्रिया, या स्थानांतरण को अवरुद्ध करके, जो इस चरण को रोगाणुरोधी क्रिया और कुछ विषाक्त पदार्थों को समझने के लिए महत्वपूर्ण बनाता है। यह प्रविष्टि आणविक तंत्रों की व्याख्या करती है और व्यक्तिगत नैदानिक ​​या उपचार निर्णयों का आधार नहीं है।

Evidence & guidelines

दीर्घीकरण तंत्र को जीवाणु और यूकेरियोटिक राइबोसोम के गतिज, जैव रासायनिक और उच्च-रिज़ॉल्यूशन संरचनात्मक अध्ययनों द्वारा समर्थित किया गया है, जो प्रमुख समीक्षा साहित्य में समेकित हैं।

History

1960 और 1970 के दशक में जैव रासायनिक कार्य ने दीर्घीकरण कारकों और बुनियादी A, P, और E साइट ढांचे की पहचान की। 1990 के दशक में गतिज अध्ययनों ने स्थापित किया कि कैसे GTP हाइड्रोलिसिस डिकोडिंग और स्थानांतरण को शक्ति प्रदान करता है, और 2000 के दशक से क्रिस्टलोग्राफिक और क्रायो-ईएम संरचनाओं ने राइबोसोम को क्रमिक दीर्घीकरण अवस्थाओं में कैप्चर किया, पेप्टिडिल ट्रांसफरेज केंद्र में आरएनए उत्प्रेरण की पुष्टि की।

Key figures

• V. Ramakrishnan
• Marina Rodnina
• Wolfgang Wintermeyer
• Rachel Green

Seminal works

• schmeing-2009
• voorhees-2009
• rodnina-1997

Frequently asked questions

क्या प्रोटीन पेप्टाइड बंधन को उत्प्रेरित करता है?

नहीं; संरचनात्मक अध्ययन से पता चलता है कि पेप्टिडिल ट्रांसफरेज केंद्र राइबोसोमल आरएनए से बना है, इसलिए राइबोसोम एक राइबोजाइम के रूप में पेप्टाइड बंधन बनाता है, मुख्य रूप से प्रतिक्रियाशील सब्सट्रेट्स को स्थिति में रखकर।

राइबोसोम को मैसेंजर आरएनए के साथ क्या चलाता है?

स्थानांतरण दीर्घीकरण कारक G (यूकेरियोट्स में eEF2) द्वारा संचालित होता है जो GTP हाइड्रोलिसिस की ऊर्जा का उपयोग करके राइबोसोम को प्रत्येक चक्र में ठीक एक कोडन से आगे बढ़ाता है।