Курсовая работа студентки 4-го курса кафедры вирусологии Биологического факультета МГУ. Москва, 2001
Авторские права сохранены. Любое копирование данного текста и/или его фрагментов без разрешения автора запрещено и преследуется в соответствии с действующим законодательством РФ.

Содержание   В начало...
 
 

На протяжении многих лет исследований процесса биосинтеза белка у эукариотических организмов и вирусов эукариот было показано, что имеется общая схема трансляции, однако возможны варианты и значительные различия.

Были предложены несколько моделей, описывающих первый этап трансляции - инициацию. Для подавляющего большинства мРНК инициация трансляции происходит через механизм кэп-зависимой посадки рибосом и сканирования.

Также возможны случаи прерывистого сканирования (рибосомального шунтирования), характерного для некоторых вирусных РНК. Однако механизм и функции такого процесса не до конца ясны.

Обнаружены случаи кэп-независимой инициации при участии 3'-НТО с последующим сканированием на примере трансляции некоторых вирусных РНК. При помощи такого механизма возможно обеспечение достаточно эффективной трансляции некэппированных вирусных РНК в клетках эукариот.

Также в течение последних десяти лет активно изучается внутренняя инициация трансляции. Но до сих пор нет точных сведений о структуре сайта внутренней посадки рибосом, существуют лишь некоторые данные о мотивах, входящих в него, а также предсказанная (при помощи компьютерных программ) на основе нуклеотидной последовательности возможная вторичная и третичная структура РНК в районе IRES. Однако, появляются все новые данные о кардинально различающихся по структуре IRES.

Внутренняя инициация трансляции показана для ряда вирусных РНК, а также для некоторых клеточных мРНК. Есть несколько примеров вирусов растений, РНК которых содержит IRES. Недавно было показано наличичие IRES у дрожжей. И для сканирования, и для внутренней инициации, видимо, в большинстве случаев используется один и тот же набор факторов и аппарат трансляции. Возможно, внутренняя инициация является механизмом, который изначально был характерен для клеточных мРНК, а затем стал использоваться вирусами, которые получили таким образом способность к кэп-независимой инициации трансляции, при этом они во многих случаях подавляют клеточную кэп-зависимую трансляцию.

Существование механизма внутренней инициации для клеточных мРНК также является важным, поскольку появляется возможность синтеза определнных белков в условиях, когда кэп-зависимая трансляция подавлена, в том числе при некоторых вирусных инфекциях.

Возможно, существует еще большее разнообразие механизмов инициации трансляции у эукариот.

Список литературы

1. Anthony D.D, and Merrick W.C. 1991. Eukaryotic initiation factor (eIF)-4F. Implications for a role in internal initiation of translation. J. Biol. Chem. 266, 10218-10226

2. Borman A.M, Kirchweger R, Ziegler E, Rhoads R.E, Skern T, and Kean K.M. 1997. eIF4G and its proteolytic cleavage products: effect on initiation of protein synthesis from capped, uncapped, and IRES-containing mRNAs. RNA, 3, 186-196

3. Davies M.V. and Kaufman R.J. 1992. The sequence context of the initiation codon in the encephalomyocarditis virus leader modulates eficiency of internal translation initiation. J. Virol. 66, 1924-1932

4. De Gregorio E., Preiss T., and Hentze M. 1999. Translation driven by an eIF4G core domain in vivo. EMBO J. 18, 4865-4874

5. Feigenblum D., Schneider R.J. 1996. Cap-binding protein (eukaryotic initiation factor 4E) and 4E-inactivating protein BP-1 independently regulate cap-dependent translation. Mol. Cell. Biol., 16, 5450-5457

6. Fтtterer J. and Hohn T. 1996. Translation in plants - rules and exceptions. Plant Mol. Biol. 32, 159-189

7. Fтtterer J, Kiss-Laszlo Z, Hohn T. 1993. Nonlinear ribosome migration on cauliflower mosaic virus 35S RNA. Cell, 73, 789-802

8. Gallie D.R. 1998. A tale of two termini: a functional interaction between the termini of an mRNA is a prerequisite for efficient translation initiation. Gene, 216, 1-11

9. Gan W, La Celle M, and Rhoads R.E. 1998. Functional Characterization of the internal ribosome entry site of eIF4G mRNA. J. Biol. Chem. 273, 5006-5012

10. Gan W, and Rhoads R.E. 1996. Internal initiation of translation directed by the 5'-untranslated region of the mRNA for eIF4G, a factor involved in the picornavirus-induced switch from cap-dependent to internal initiation. J. Biol. Chem. 271, 623-626

11. Jackson R.J. 1996. A comparative view of initiation site selection mechanisms. In Translational Control eds. Hershey J.W.B., Mathews M.B., and Sonenberg N., (Cold Spring Harbor Laboratory Press. Plainview. New York), pp. 71-112.

12. Jacobson A. 1996. Poly(A) metabolism and translation: the closed-loop model. In Translational Control, eds. Hershey J.W.B., Mathews M.B., and Sonenberg N., (Cold Spring Harbor Laboratory Press. Plainview. New York), pp. 451-480.

13. Kaminski A., Howell M.T., and Jackson R.J. 1990. Initiation of encephalomyocarditis virus RNA translation: the authentic initiation site is not selected by a scanning mechanism. EMBO J. 9, 3753-3759

14. Kolupaeva V.G., Pestova T.V., C.U.T.Hellen, and Shatsky I.N. 1998. Translation eukaryotic initiation factor 4G recognizes a specific structural element within the internal ribosome entry site of encephalomyocarditis virus RNA. J. Biol. Chem. 273, 18599-18604

15. Kozak M. 1979a. Migration of 40S ribosomal subunits on messenger RNA when initiation is perturbed by lowering magnesium or adding drugs. J. Biol. Chem. 254, 4731-4738

16. Kozak M. 1979b. Inability of circular mRNA to attach to eukaryotic ribosomes. Nature, 280, 82-85

17. Kozak M. 1980a. Influence of mRNA secondary structure on binding and migration of 40S ribosomal subunits. Cell, 19, 79-90

18. Kozak M. 1980b. Role of ATP in binding and migration of 40S ribosomal subunits. Cell, 22, 459-476

19. Kozak M. 1983a. Comparison of initiation of protein synthesis in procaryotes, eucaryotes, and organells. Microbiol. Rev., 47, 1-45

20. Kozak M. 1983b. Translation of insulin-related polypeptides from messenger RNAs with tandemly reiterated copies of the ribosome binding site. Cell, 34, 971-978

21. Kozak M. 1984a. Compilation and analysis of sequences upstream from translational start site in eukaryotic mRNAs. Nucleic Acids Res., 12, 857-872

22. Kozak M. 1984b. Selection of initiation sites by eucaryotic ribosomes: effect of inserting AUG triplets upstream from the coding sequence for preproinsulin. Nucleic Acids Res., 12, 3873-3893

23. Kozak M. 1986a. Point mutations define a sequence flanking the AUG initiator codon that modulates translation by eukaryotic ribosomes. Cell, 44, 283-292

24. Kozak M. 1986b. Influence of mRNA secondary structure on initiation by eukaryotic ribosomes. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 83, 2850-2854

25. Kozak M. 1986c. Bifunctional mesenger RNAs in eukaryotes. Cell, 47, 481-483

26. Kozak M. 1987a. At least six nucleotides preceding the AUG initiator codon enhance translation in mammalian cells. J. Mol. Biol., 196, 947-950

27. Kozak M. 1987b. An analysis of 5'-noncoding sequences from 699 vertebrate messenger RNAs. Nucleic Acids Res., 15, 8125-8148

28. Kozak M. 1989a. Context effects and inefficient initiation at non-AUG codons in eucaryotic cell-free translation systems. Mol. Cell. Biol., 9, 5073-5080

29. Kozak M. 1989b. Circumstances and mechanisms of inhibition of translation by secondary structure in eucaryotic mRNAs. Mol. Cell. Biol., 9, 5134-5142

30. Kozak M. 1990. Downstream secondary structure facilitates recognition of initiator codons by eukaryotic ribosomes. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 87, 8301-8305

31. Kozak M. 1991a. Structural features in eukaryotic mRNAs that modulate the initiation of translation. J. Biol. Chem. 266, 19867-19870

32. Kozak M. 1991b. An analysis of vertebrate mRNA sequences: intimations of translational control. J. Cell Biol., 115, 887-903

33. Kozak M. 1992. A consideration of alternative models for the initiation of translation in eukaryotes. Crit. Rev. Biochem. Mol. Biol., 27, 385-402

34. Kozak M. 1995. Adherence of the first-AUG rule when a second AUG codon follows closely upon the first. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 92, 2662-2666

35. Kozak M. 1999. Initiation of translation in prokaryotes and eukaryotes. Gene, 234, 187-208

36. Kozak M, Shatkin A.J. 1976. Characterization of ribosome-protected fragments from reovirus messenger RNA. J. Biol. Chem. 251, 4259-4266

37. Kozak M, Shatkin A.J. 1977. Sequences of two 5'-terminal ribosome-protected fragments from reovirus messenger RNAs. J. Mol. Biol. 112, 75-96

38. Kozak M, Shatkin A.J. 1978. Migration of 40S ribosomal subunits on messenger RNA in the presence of edeine. J. Biol. Chem. 253, 6568-6577

39. Le H., Tanguay R.L., Balasta M.L., Wei Ch.-Ch., Browning K.S., Metz A.M., Goss D.J., and Gallie D.R. 1997. Translation initiation factors eIF-iso4G and eIF-4B interact with the poly(A)-binding protein and increase its RNA binding activity. J. Biol. Chem. 272, 16247-16255

40. Masejak D.G. and Sarnow P. 1991. Internal initiation of translation mediated by the 5' leader of a cellular mRNA. Nature, 353, 90-94

41. Merrick W.C. and Hershey J.W.B. 1996. The pathway and mechanism of eukaryotic protein synthesis. In Translational Control, eds. Hershey J.W.B., Mathews M.B. and Sonenberg N., (Cold Spring Harbor Laboratory Press. Plainview. New York), pp. 31-69.

42. Meulewaeter F., Danthinne X., Van Montagu M., and Cornelissen M. 1998. 5'- and 3'-sequences of satellite tobacco necrosis virus RNA promoting translation in tobacco. Plant J. 14, 169-176

43. Oumard A, Hennecke M, Hauser H, and Nourbakhsh M. 2000. Translation of NFR mRNA is mediated by highly efficient internal ribosome entry. Mol. Cell. Biol. 20, 2755-2759

44. Pelletier J. and Sonenberg N. 1988. Internal initiation of translation of eukaryotic mRNA directed by a sequence derived from poliovirus RNA. Nature, 334, 320-325

45. Pestova T.V., C.U.T.Hellen and Shatsky I.N. 1996a Canonical eukaryotic initiation factors determine initiation of translation by internal ribosomal entry. Mol. Cell. Biol. 16, 6859-6869

46. Pestova T.V., Shatsky I.N., Fletcher S.P., Jackson R.J., and C.U.T.Hellen. 1998. A prokaryotic-like mode of binding of cytoplasmic eukaryotic ribosomes to the initiation codon during internal initiation of translation of hepatitis C and classical swine fever virus RNAs. Genes Dev. 12, 67-83

47. Pestova T.V., Shatsky I.N., and C.U.T.Hellen. 1996b. Functional dissection of eukaryotic initiation factor 4F: the 4A subunit and the central domain of the 4G subunit are sufficient to mediate internal entry of 43S preinitiation complexes. Mol. Cell. Biol. 16, 6870-6878

48. Pilipenko E.V., Gmyl A.P., Maslova S.V., Svitkin Y.V., Sinyakov A.N. and Agol V.I. 1992. Prokaryotic-like cis elements in cap-independent internal initiation of translation on picornavirus RNA. Cell, 68, 119-131 цитируется по Jackson R.J. 1996. A comparative view of initiation site selection mechanisms. In Translational Control, eds. Hershey J.W.B., Mathews M.B., and Sonenberg N., (Cold Spring Harbor Laboratory Press. Plainview. New York), pp. 71-112.

49. Reynolds J.E., Kaminski A, Kettinen H.J., Grace K, Clarke B.E., Carrol A.R., Rowlands D.J. and Jackson R.J. 1995. Unique features of internal initiation of hepatitis C virus RNA translation. EMBO J. 14, 6010-6020

50. Rozen F., Edery I., Meerovitch K., Dever T.E., Merrick W.C., and Sonenberg N. 1990. Bidirectional RNA helicase activity of eucaryotic translation initiation factors 4A and 4F. Mol. Cell. Biol. 10, 1134-1144

51. Russell D.W. and Spremulli L.L. 1979. Purification and characterisation of ribosome dissociation factor (eukaryotic initiation factor) from wheat germ. J. Biol. Chem. 254, 8796-8800 цитируется по Merrick W.C. and Hershey J.W.B. 1996. The pathway and mechanism of eukaryotic protein synthesis. In Translational Control, eds. Hershey J.W.B., Mathews M.B., and Sonenberg N., (Cold Spring Harbor Laboratory Press. Plainview. New York), pp. 31-69.

52. Sachs A.B., Sarnow P, and Hentze M.W. 1997. Starting in the beginning, middle, and end: translation initiation in eukaryotes. Cell, 89, 831-838

53. Sasaki J, Nakashima N, Saito H, and Noda H. 1998. An insect picorna-like virus, Plautia stali intestine virus, has genes of capsid proteins in the 3' part of the genome. Virology. 244, 50-58

54. Sasaki J. and Nakashima N. 1999. Translation initiation at the CUU codon is mediated by the internal ribosome entry site of an insect picorna-like virus in vitro. J. Virol. 73, 1219-1226

55. Shatkin A.J. 1976. Capping of eucaryotic mRNAs. Cell, 9, 645-653

56. Sizova D.V., Kolupaeva V.G., Pestova T.V., Shatsky I.N., and C.U.T.Hellen. 1998. Specific interaction of eukaryotic translation initiation factor 3 with the 5' nontranslated regions of hepatitis C virus and classical swine fever virus RNAs. J. Virol. 72, 4775-4782

57. Spirin A.S. 1999. Ribosomes. Kluwer Academic/Plenum Publishers. New York.

58. Timmer R.T., Benkowski L.A., Schodin D., Lax S.R., Metz A.M., Ravel J.M., and Browning K.S. 1993. The 5' and 3' untranslated regions of satellite tobacco necrosis virus RNA affect translational efficiency and dependence on a 5' cap structure. J. Biol. Chem. 268, 9504-9510

59. Wang S., Browning K.S, Miller W.A. 1997. A viral sequence in the 3'-untranslated region mimics a 5' cap in facilitating translation of uncapped mRNA. EMBO J. 16, 4107-4116

60. Yueh A., Schneider R.J. 1996. Selective translation initiation by ribosome jumping in adenovirus-infected and heat-shocked cells. Genes Dev., 10, 1557-1567