진핵생물에서의 번역이 일어나는 과정

진핵생물의 번역 과정

사슬 개시

이 과정은 진핵생물의 번역과 원핵생물의 번역 간에 가장 크게 다른 부분입니다. 13가지 이상의 개시 인자들은 진핵생물의 개시 인자를 의미하는 eIF로 표기합니다. 이들 중 많은 수가 여러 개의 소단위체로 되어 있는 단백질입니다.

 

사슬 개시 과정의 1단계에는 43S 개시 전 복합체의 조립과정이 포함됩니다. 첫 아미노산은 메티오닌인데, 개시자 tRNA로서만 작용하는 특수한 tRNA에 부착되어 있습니다. 진핵생물에는 fmet이 없습니다. met-tRNA는 GTP 및 eIF2와 복합체를 이루어 40S 라이보솜 소단위체로 전달됩니다. 40S 라이보솜에는 eIF1A와 eIF3도 결합되어 있습니다. 이 과정이 일어나는 순서는 mRNA가 없는 상태에서도 첫 번째  tRNA가 라이보솜에 결합할 수 있다는 점에서, 원핵생물의 경우와 차이가 있습니다. 2단계에서는 mRNA가 새로 결합됩니다. 3단계에서는 60S 라이보솜이 더해져서 80S 개시 복합체를 형성합니다. GTP가 가수분해되면, 개시 인자들이 방출됩니다.

 

사슬 신장

진핵생물에서 일어나는 펩타이드 사슬 신장은 원핵생물의 경우와 대단히 유사합니다. 펩티딜 전달효소의 작용 메커니즘도 같고 라이보솜의 위치이동도 같은 것으로 관찰됩니다. 진핵생물 라이보솜의 구조는 E 자리가 없고 A와 P자리만 존재한다는 점에서 차이가 있습니다. 진핵생물 신장 인자는 두 가지가 있습니다. eEF1은 두 가지 소단위체로 이루어져 있습니다. 1A 소단위체는 원핵생물의 EF-Tu에 해당됩니다. 1B 소단위체는 원핵생물의 EF-Ts에 해당하는 단백질입니다. eEF2 단백질은 진핵생물의 EF-G에 해당하는 단백질이며, 위치 이동을 일으킵니다.

 

원핵생물과 진핵생물에서 일어나는 번역들 간에 존재하는 차이점들 중 대부분은 단백질 합성 저해제와 독소에 대한 반응에서 관찰됩니다. 항생제 클로람페니콜은 A 자리에 결합하여 원핵생물의 펩티딜전달효소 활성을 저해하지만, 진핵생물의 펩티딜전달효소 활성을 저해하지만, 진핵생물의 펩티딜전달효소는 저해하지 않습니다. 클로람페니콜의 이런 특성은 박테리아 감염을 치료하는 데 유용합니다.

번역 개시의 3단계

사슬 종결

원핵생물의 사슬 종결에서처럼 라이보솜은 정지 코돈인 UAG, UAA, UGA 중 하나와 만나게 될 것이지만, 이것들은 tRNA 분자에 의해서는 인식되지 않습니다. 원핵생물에서는 어떤 종류의 정지 코돈이 발견되는지에 따라서 세 가지 다른 종류의 방출 인자들 중 두 가지가 번갈아 사용되지만, 진핵생물에서는 단지 한 가지 방출 인자만이 세 가지 정지 코돈에 모두 결합하여  C말단 아미노산과 tRNA 사이의 결합을 가수분해하는 반응을 촉매 합니다.

 

억제인자 tRNA라고 불리는 특수한 tRNA가 있는데, 이것 때문에 정지 코돈을 지나 번역이 계속 진행될 수 있습니다. 억제인자 tRNA는 돌연변이에 의해 정지 코돈이 생긴 세포 내에서 발견되는 경향이 있습니다. 전사는 핵에서 일어나며, 그 이후 mRNA는 번역되기 위해 세포질로 반출됩니다. 이런 시스템은 정상 과정으로 받아들여졌고, 핵도 번역에 필요한 모든 구성성분들을 갖고 있다는 것이 밝혀졌다

-출처- Biochemistry 라이프사이언스 생화학 편 발췌