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基因翻译的延伸​

2022.4.19

此过程在真核细胞和原核细胞中高度类似,下面只以原核细胞为例进行讨论。涉及到的因子主要有EF·Tu和EF·G,在真核细胞中对应的名称分别是是eEF1和eEF2。

A. tRNA的转运和入位

(1)非起始AA·tRNA结合EF·Tu·GTP形成一个三元复合物;

(2)该三元复合物结合至核糖体P位点,tRNA反密码子和mRNA密码子进行配对,伴随着tRNA构象改变;

(3)小亚基RNA中G530、A1492、A1493等位点和密码子及反密码子互作,使其稳定配对;

(4)EF·Tu在核糖体大亚基因子结合位点(FBS)His-84氨基酸残基的刺激下将GTP水解成GDP和Pi;

(5)EF·Tu·GDP对核糖体亲和力较低从中释放; [2] 

(6)tRNA进一步发生构象变化,使得其受体臂3‘端和P位点上受体臂3’端距离很近,为肽链的转移作准备;

tRNA的特异性配对大多在此过程中得以筛选确认。如果反密码子和密码子不能成功匹配,会影响以下几个因素导致入位不能完成:

①由于tRNA底部密码子配对有误,结构异常,EF·Tu顶部的GTP水解位点不能和HBS完全接触,导致GTP水解不能发生;

②错误的结构,导致tRNA不能发生正确的构象变化,EF·Tu无法释放;

③由于错误的配对,入位时产生的压力底部无法承受,导致入位失败。 [2] 

B. 肽链的转移

肽链的转移化学本质即氨基和羧基的脱水缩合。很长一段时间人们普遍认为核糖体的rRNA保守序列对于脱水缩合起到关键的化学催化作用,后事实证明,rRNA仅仅起到结构上的物理催化(上千个序列共同作用而形成的结构),和其任何特定保守序列都没有完全的直接关系。而tRNA的结构被认为起到了很重要的化学催化作用。 [2] 

C. 核糖体的移位

(1)肽链转移后,两个tRNA进行在不稳定的常态和扭转态(hybrid)之间进行摆动;

(2)EF·G·GTP在tRNA处于扭转态时结合到A位点上部,锁定扭转态结构;

(3)在HBS中His-84残基的刺激下,GTP发生水解,产生EF·G·GDP·Pi,伴随着EF·G的构象改变,结构深入A位点,一方面解锁扭转态结构,一方面将两个tRNA推向E位点和P位点;

(4)Pi从EF·G上释放,使得后者构象再次发生变化,回归最初的结合位置;

(5)EF·G·GDP对核糖体亲和力较弱,从核糖体上释放;

(6)进入E位点的tRNA不再维持和mRNA的配对,很快得以释放。

注:扭转态即tRNA底部依然在该位点,但顶部已经进入下一位点的扭曲状态。

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