翻訳の段階

リボソームがコドンごとにポリペプチドを構築する、タンパク質合成の3段階サイクル — 開始、伸長、終結。

Definition

翻訳の段階とは、リボソーム、転移RNA、およびタンパク質因子がmRNAからポリペプチドを合成し、それを放出する、開始、伸長、終結、それに続くリサイクルという順序だった段階のことです。

Scope

このトピックでは、翻訳サイクルのメカニズムについて説明します。開始コドンでの開始複合体の形成、デコード、ペプチド結合形成、伸長因子によって駆動される転座の繰り返しの伸長サイクル、および終止コドンでの終結と完成したタンパク質の放出、リボソームのリサイクルです。これは、リボソームとtRNAのトピックに基づいており、段階的なプロセスとその因子に焦点を当てています。

Core questions

• 開始コドンはどのように特定され、リボソームはどのように組み立てられて開始するのか？
• 伸長サイクルの各ラウンドでは何が起こるのか？
• 伸長因子はどのように正確なデコードと転座を駆動するのか？
• 合成はどのように停止され、完成したタンパク質はどのように放出されるのか？

Key theories

伸長サイクル

伸長は、アミノアシルtRNAのA部位への送達、ペプチド結合形成、およびリボソームを1コドン前進させる転座という固定されたシーケンスを繰り返し、タンパク質が一度に1残基ずつ成長するようにします。

因子駆動の精度と方向性

GTP加水分解伸長因子と放出因子は、エネルギー消費を正しいtRNA選択、転座、終止コドン認識に結びつけ、翻訳に速度と忠実度の両方を与えます。

Mechanisms

開始段階では、小サブユニットと開始tRNAを開始コドンに配置し、大サブユニットをリクルートします。各伸長サイクルでは、伸長因子がアミノアシルtRNAをA部位に運び、そこで正しいコドン-アンチコドン対合がチェックされます。ペプチジル転移酵素中心がペプチド結合を形成し、第2の伸長因子が転座を触媒し、tRNAをP部位とE部位に移動させ、次のコドンを露出させます。終止コドンがA部位に入ると、放出因子が完成したポリペプチドの加水分解を誘発し、リボソームは解離してリサイクルされます。

Clinical relevance

いくつかの抗生物質は細菌翻訳の特定の段階を阻害し、開始因子または伸長因子の欠陥は疾患に関連しています。これは臨床的ガイダンスではなく、その重要性として提供されています。

History

1960年代から1970年代にかけての翻訳の生化学的再構成により、開始因子、伸長因子、放出因子、およびGTP駆動の段階が特定されました。その後、各段階でのリボソームの構造スナップショットにより、現在教科書に記載されているサイクルが洗練されました。

Key figures

• Marshall Nirenberg
• Harry Noller

Seminal works

• watson2013
• lodish2016

Frequently asked questions

翻訳の3つの段階とは何ですか？

開始は、リボソームが開始コドンに集合する段階です。伸長は、アミノ酸がサイクルで追加される段階です。終結は、終止コドンが合成を終了させ、タンパク質を放出する段階です。

翻訳中にGTPが必要なのはなぜですか？

伸長因子と放出因子はGTPを加水分解して、正確なtRNA選択、転座、終止コドン認識を駆動し、エネルギー使用を忠実度と運動に結びつけます。