अनुवादन प्रारंभन और राइबोसोम बंधन

अनुवादन प्रारंभन प्रोटीन संश्लेषण का पहला चरण है, जिसमें एक राइबोसोम को मैसेंजर आरएनए पर इकट्ठा किया जाता है, जिसे प्रारंभन कोडन पर स्थित किया जाता है, और दीर्घीकरण शुरू करने के लिए तैयार किया जाता है। यह अनुवादन का सबसे अधिक विनियमित चरण है और एक प्रमुख बिंदु है जिस पर प्रोटीन उत्पादन को नियंत्रित किया जाता है।

Definition

अनुवादन प्रारंभन प्रारंभन कोडन पर एक पूर्ण राइबोसोम का संयोजन है, जो पी साइट में आरंभक स्थानांतरण आरएनए को वहन करता है, जिसे प्रारंभन कारकों की मदद से और, यूकेरियोट्स में, मैसेंजर आरएनए की ऊर्जा-निर्भर स्कैनिंग द्वारा प्राप्त किया जाता है।

Scope

यह विषय बताता है कि कैसे छोटी राइबोसोमल उप-इकाई, आरंभक स्थानांतरण आरएनए, और प्रारंभन कारक एक एमआरएनए को पहचानते हैं और प्रारंभन कोडन का पता लगाते हैं, जिसमें यूकेरियोट्स में कैप-निर्भर स्कैनिंग और बैक्टीरिया में शाइन-डालगार्नो युग्मन शामिल है, और कैसे बड़ी उप-इकाई एक दीर्घीकरण-सक्षम राइबोसोम बनाने के लिए जुड़ती है। यह एक यांत्रिक विषय है, नैदानिक ​​मार्गदर्शन नहीं।

Core questions

• राइबोसोम सही प्रारंभन कोडन को कैसे ढूंढता और चुनता है?
• प्रारंभन कारक क्या भूमिका निभाते हैं?
• बैक्टीरियल और यूकेरियोटिक प्रारंभन में क्या अंतर है?
• अनुवादन नियंत्रण का मुख्य बिंदु प्रारंभन क्यों है?

Key concepts

• छोटी राइबोसोमल उप-इकाई (पी-साइट लोडिंग)
• आरंभक स्थानांतरण आरएनए
• यूकेरियोटिक प्रारंभन कारक (eIFs)
• 5' कैप और स्कैनिंग
• शाइन-डालगार्नो अनुक्रम (बैक्टीरिया)
• प्रारंभन कोडन (AUG) चयन
• उप-इकाई का जुड़ना

Key theories

यूकेरियोटिक प्रारंभन का स्कैनिंग मॉडल

यूकेरियोट्स में छोटी उप-इकाई, आरंभक टीआरएनए और कारकों से भरी हुई, 5' कैप पर भर्ती की जाती है और मैसेंजर आरएनए को तब तक स्कैन करती है जब तक कि वह पहले उपयुक्त एयूजी को पहचान न ले, जहां बड़ी उप-इकाई जुड़ती है।

Mechanisms

प्रारंभन तब शुरू होता है जब छोटी राइबोसोमल उप-इकाई, आरंभक स्थानांतरण आरएनए और प्रारंभन कारकों के एक सेट से बंधी हुई, एक एमआरएनए को संलग्न करती है। यूकेरियोट्स में प्री-इनिशिएशन कॉम्प्लेक्स को 5' कैप पर भर्ती किया जाता है और संदेश के साथ तब तक स्कैन किया जाता है जब तक कि यह अच्छे अनुक्रम संदर्भ में पहले उपयुक्त एयूजी के साथ युग्मित न हो जाए; जीटीपी हाइड्रोलिसिस और कारक रिलीज तब बड़ी उप-इकाई को जुड़ने की अनुमति देते हैं, जिससे दीर्घीकरण के लिए तैयार एक राइबोसोम बनता है। बैक्टीरिया में, प्रारंभन कोडन के ऊपर एक शाइन-डालगार्नो अनुक्रम राइबोसोमल आरएनए के साथ बेस-पेयर करता है ताकि छोटी उप-इकाई को सीधे स्थिति में रखा जा सके। क्योंकि इसमें कई चरण और कारक शामिल होते हैं, प्रारंभन एक महत्वपूर्ण नियंत्रण बिंदु है: सिग्नलिंग मार्ग वैश्विक और संदेश-विशिष्ट प्रोटीन संश्लेषण को ट्यून करने के लिए कारक उपलब्धता और गतिविधि को संशोधित करते हैं।

Clinical relevance

प्रारंभन कारक और उनके नियामक कई कैंसर में विनियमित होते हैं और दवाओं द्वारा लक्षित सिग्नलिंग मार्गों से प्रभावित होते हैं, जिससे यह चरण रोग तंत्र और औषध विज्ञान के लिए प्रासंगिक हो जाता है। यह प्रविष्टि आणविक प्रक्रियाओं का वर्णन करती है और व्यक्तिगत निदान या उपचार निर्णयों का आधार नहीं है।

Evidence & guidelines

यहां संक्षेपित तंत्र बैक्टीरियल और यूकेरियोटिक प्रारंभन के जैव रासायनिक, आनुवंशिक और संरचनात्मक अध्ययनों से लिए गए हैं, जो प्रमुख समीक्षा साहित्य और मानक पाठ्यपुस्तकों में समेकित हैं।

History

बैक्टीरियल प्रारंभन कारक और शाइन-डालगार्नो तंत्र को 1970 के दशक में परिभाषित किया गया था, जबकि अधिक जटिल यूकेरियोटिक प्रणाली, अपने कई प्रारंभन कारकों और कैप-निर्भर स्कैनिंग के साथ, बाद के दशकों में जैव रासायनिक पुनर्निर्माण और, हाल ही में, प्री-इनिशिएशन कॉम्प्लेक्स के संरचनात्मक अध्ययनों के माध्यम से विस्तृत की गई थी।

Key figures

• Alan Hinnebusch
• Jon Lorsch
• Tatyana Pestova
• Richard Jackson

Seminal works

• hinnebusch-2012
• jackson-2010

Frequently asked questions

प्रारंभन कोडन लगभग हमेशा AUG क्यों होता है?

AUG को विशेष आरंभक स्थानांतरण आरएनए द्वारा पहचाना जाता है जिसका उपयोग राइबोसोम संश्लेषण शुरू करने के लिए करता है; यह रीडिंग फ्रेम दोनों को सेट करता है और पहले अमीनो एसिड (यूकेरियोट्स में मेथियोनीन) के लिए कोड करता है।

प्रारंभन कोडन खोजने में बैक्टीरिया और यूकेरियोट्स कैसे भिन्न होते हैं?

बैक्टीरिया शाइन-डालगार्नो अनुक्रम को राइबोसोमल आरएनए के साथ बेस-पेयर करके राइबोसोम को स्थिति में रखते हैं, जबकि यूकेरियोट्स 5' कैप पर छोटी उप-इकाई को भर्ती करते हैं और मैसेंजर आरएनए के साथ पहले उपयुक्त एयूजी तक स्कैन करते हैं।