Инициация трансляции у прокариот

В случае прокариот белоксинтезирующая система и сам процесс ее функционирования имеют ряд особенностей.

Синте з белка начинается с образования иницирующего комплекса, состоящего из мРНК, малой субъединицы рибосомы и формилметионин-тРНК.

В молекуле мРНК имееся специальный кодон АUG, который является стартовой точкой и определяет рамку счи­тывания. У бактерий вместо AUG иногда, в качестве ини­циирующего, используется кодон GUG. Кроме того, бактериальная мРНК содержит на 5'-конце последовательность 5'- AGGAGG -3', или последовательность Шайна – Дальгарно. Она расположена на расстоянии 3-8 нуклеотидов перед кодоном AUG. Считают, что она ответственна за связывание мРНК с рибосомой.

У бактерий инициаторной аа-тРНК является формилМет-тРНК. Это значит, что после связывания с инициаторной тРНК остаток метионина еще присоединяет формильную группу, которая блокирует аминный конец. Блокированная (формилированная) аминогруппа метионина не позволяет N-формилметионил-тРНК участвоать в элонгации, но обеспечивает ее участие в инициировании синтеза белка. Поэтому N-конец всех строящихся цепей у бактерий начинается с формилметионина. Более того, известно, что у E.coli имеется два вида тРНК, способных взаимодействовать с метионином. Один вид используется для инициации синтеза полипептидных цепей, а другой – для распознавания внутренних триплетов AUG, кодирующих метионин в ходе элонгации. По окончании трансляции отщепляется или только формильная группа, или весь аминокислотный остаток.

На первой стадии инициации мРНК связывается с субъединицей 30S в области Р-центра, принадлежащей малой субъединице. Вслед за этим в Р-центр входит тРНКформилметиониновая и взаимодействует с кодоном АУГ. Образуется инициирующий комплекс. Затем с инициирующим комплексом связывается большая субъединица рибосомы. Этот процесс завершает стадию инициации. В полной 70S рибосоме инициирующая тРНК уже расположена в Р-центре. В свою очередь, А-центр становится способным связывать аминоацил-тРНК, антикодон которой комплементарно взаимодействует со следующим – вторым кодирующим триплетом в гене.

Однако, для активации этого комплекса необходимы факторы инициации (IF). IF - белковые молекулы.

В настоящее время в бактериальных системах выявлено три фактора инициации, обозначаемых как IF-1, IF -2 и IF 3. Каждый из факторов необходим на определенных стадиях формирования инициирующего комплекса. Так при связывании инициирующего участка мРНК с ЗОS-субъединицей требуется фактор IF-3. Фактор IF- 2 обеспечивает доставку инициирующей Fmet -тPHK_F^Me1 в Р-центр, образуемый 30S-субъединицей и мРНК. При превращении комплекса [30S • мРНК • Fmet-тРН в 70S-рибосому факторы инициации отделяются. Таким образом, факторы IF-1, IF-2 и IF-3 принимают участие исключительно в формировании инициирующего комплекса.