Local de ligação do ribossomo - Ribosome-binding site

Um sítio de ligação ao ribossomo , ou sítio de ligação ao ribossomo ( RBS ), é uma sequência de nucleotídeos a montante do códon inicial de um transcrito de mRNA que é responsável pelo recrutamento de um ribossomo durante o início da tradução . Principalmente, RBS refere-se a sequências bacterianas, embora locais de entrada de ribossomo interno (IRES) tenham sido descritos em mRNAs de células eucarióticas ou vírus que infectam eucariotos . O recrutamento de ribossomos em eucariotos é geralmente mediado pelo cap 5 ' presente em mRNAs de eucariotos.

Procariontes

O RBS em procariotos é uma região a montante do códon de início. Esta região do mRNA possui o consenso 5'-AGGAGG-3 ', também chamado de sequência Shine-Dalgarno (SD). A sequência complementar (CCUCCU), chamada de anti-Shine-Dalgarno (ASD), está contida na extremidade 3 'da região 16S da subunidade ribossômica menor (30S). Ao encontrar a sequência Shine-Dalgarno, o ASD da base do ribossomo emparelha-se com ela, após o que a tradução é iniciada.

Variações da sequência 5'-AGGAGG-3 'foram encontradas em Archaea como regiões 5'-GGTG-3' altamente conservadas, 5 pares de base a montante do local de início. Além disso, algumas regiões de iniciação bacteriana, como rpsA em E. coli, carecem completamente de sequências SD identificáveis.

Efeito na taxa de iniciação da tradução

Os ribossomos procarióticos começam a tradução do transcrito do mRNA enquanto o DNA ainda está sendo transcrito. Assim, a tradução e a transcrição são processos paralelos. O mRNA bacteriano é geralmente policistrônico e contém vários locais de ligação ao ribossomo. A iniciação da tradução é a etapa mais regulada da síntese de proteínas em procariotos.

A taxa de tradução depende de dois fatores:

  • a taxa na qual um ribossomo é recrutado para o RBS
  • a taxa na qual um ribossomo recrutado é capaz de iniciar a tradução (ou seja, a eficiência de iniciação da tradução)

A sequência RBS afeta esses dois fatores.

Fatores que afetam a taxa de recrutamento de ribossomos

A proteína ribossomal S1 liga-se às sequências de adenina a montante do RBS. O aumento da concentração de adenina a montante do RBS aumentará a taxa de recrutamento de ribossomos.

Fatores que afetam a eficiência do início da tradução

O nível de complementaridade da sequência de mRNA SD com o ASD ribossomal afeta grandemente a eficiência da iniciação da tradução. A complementaridade mais rica resulta em maior eficiência de iniciação. É importante notar que isso só se mantém até certo ponto - saber-se que possuir uma complementaridade muito rica diminui paradoxalmente a taxa de tradução, pois o ribossomo passa a ser amarrado com muita força para prosseguir rio abaixo.

A distância ideal entre o RBS e o códon de início é variável - depende da porção da sequência SD codificada no RBS real e sua distância até o local de início de uma sequência de consenso SD. O espaçamento ideal aumenta a taxa de início da tradução, uma vez que um ribossomo foi ligado. A composição dos nucleotídeos na própria região do espaçador também afetou a taxa de iniciação da tradução em um estudo.

Proteínas de choque térmico

Estruturas secundárias formadas pelo RBS podem afetar a eficiência translacional do mRNA, geralmente inibindo a tradução. Essas estruturas secundárias são formadas pela ligação H dos pares de bases do mRNA e são sensíveis à temperatura. Em uma temperatura mais alta do que o normal (~ 42 ° C), a estrutura secundária RBS das proteínas de choque térmico torna-se desfeita, permitindo que os ribossomos se liguem e iniciem a tradução. Este mecanismo permite que uma célula responda rapidamente a um aumento de temperatura.

Eucariotos

5 'cap

O recrutamento de ribossomos em eucariotos ocorre quando os fatores de iniciação dos eucariotos elF4F e a proteína de ligação a poli (A) (PABP) reconhecem o mRNA capeado em 5 ' e recrutam o complexo de ribossomo 43S naquele local.

A iniciação da tradução ocorre após o recrutamento do ribossomo, no códon de início (sublinhado) encontrado na sequência de consenso de Kozak ACC AUG G. Uma vez que a própria sequência de Kozak não está envolvida no recrutamento do ribossomo, ela não é considerada um sítio de ligação ao ribossomo.

Local de entrada do ribossomo interno (IRES)

Os ribossomos eucarióticos são conhecidos por se ligarem aos transcritos em um mecanismo diferente daquele que envolve a tampa 5 ', em uma sequência chamada local de entrada interna do ribossomo . Este processo não depende do conjunto completo de fatores de iniciação da tradução (embora isso dependa do IRES específico) e é comumente encontrado na tradução de mRNA viral.

Anotação de gene

A identificação de RBSs é usada para determinar o local de início da tradução em uma sequência não anotada. Isso é conhecido como previsão do terminal N. Isto é especialmente útil quando múltiplos códons de início estão situados em torno do local de início potencial da sequência de codificação da proteína.

A identificação de RBSs é particularmente difícil, porque eles tendem a ser altamente degenerados. Uma abordagem para identificar RBS em E.coli é usar redes neurais . Outra abordagem é usar o método de amostragem de Gibbs .

História

A sequência Shine-Dalgarno, do procariótico RBS, foi descoberta por John Shine e Lynne Dalgarno em 1975. A sequência consensual Kozak foi identificada pela primeira vez por Marilyn Kozak em 1984, quando ela estava no Departamento de Ciências Biológicas da Universidade de Pittsburgh .

Veja também

Referências