Het belangrijkste verschil tussen prokaryotische en eukaryote translatie-initiatie is dat prokaryote translatie-initiatie plaatsvindt op 70S-ribosomen, terwijl eukaryote translatie-initiatie plaatsvindt op 80S-ribosomen.
Vertaling of eiwitsynthese is een biologisch proces dat plaatsvindt in het cytoplasma. Het verloopt via drie stappen: initiatie, verlenging en beëindiging. Dit proces omvat het vertalen van de nucleotide-tripletten of codons die aanwezig zijn in de boodschapper-RNA (mRNA) sequentie in een aminozuursequentie. Translatie wordt uitgevoerd door ribosomen en specifieke enzymen. Deze katalyseren de vorming van het polypeptide op basis van de mRNA-template.
Wat is prokaryotische vertaalinitiatie?
Prokaryote translatie-initiatie is de binding van de 30S-ribosomale subeenheid van het ribosoom aan het 5'-uiteinde van mRNA met behulp van prokaryotische initiatiefactoren. De synthese van eiwitten begint met de vorming van het initiatiecomplex. Het initiatiecomplex bestaat uit 30S-ribosoom, mRNA-template, initiatiefactoren zoals IF-1, IF-2 en IF-3 en speciaal initiator-tRNA. Bij prokaryoten neemt de Shine Dalgarno-sequentie deel aan het identificeren van het ribosoom om translatie te initiëren. Shine Dalgarno-sequentie bindt met de 30S-ribosomale subeenheid op de mRNA-sjabloon. In deze stap speelt de IF-3 een belangrijke rol. Het initiator-tRNA combineert dan met het startcodon AUG. Dit tRNA-molecuul transporteert het aminozuur methionine.
Figuur 01: Prokaryote vertaling
Formylering van methionine is een belangrijk proces dat plaatsvindt in prokaryoten. Geformyleerd methionine werkt dus als het eerste aminozuur bij prokaryotische translatie. De binding van tRNA en methionine (fMet) wordt gemedieerd door IF-2. De 30S ribosomale subeenheid vormt samen met fMet, IF-1, IF-2 en IF -3 het initiatiecomplex. De hydrolyse van GTP op IF-2 en het vrijkomen van alle initiatiefactoren maakt de binding van 30S ribosomale subeenheid aan 50S ribosomale subeenheid mogelijk om een volledig functioneel ribosoom te vormen, ook bekend als het translatiecomplex. Omdat de GTP wordt gehydrolyseerd, is de binding van de subeenheden onomkeerbaar spontaan en is er energie nodig om de translatie te beëindigen.
Wat is een eukaryote vertaalinitiatie?
Eukaryote translatie-initiatie is het proces waarbij de initiator-tRNA, 40S- en 60S-ribosomale subeenheden worden gebonden door eukaryote initiatiefactoren (eIF) in een 80S-ribosoom aan het startcodon van mRNA. Eukaryote translatie-initiatiefactoren, mRNA-transcript en het ribosoom nemen voornamelijk deel aan het initiatieproces. De initiatiefactoren binden aan de ribosomale subeenheid van de jaren '40. De initiatiefactor eIF3 voorkomt de voortijdige binding van de twee subeenheden, terwijl eIF4 fungeert als het cap-bindende eiwit. Translatie-initiatiefactor eIF2 selecteert het geladen initiator-tRNA en bindt met methionine om Met-tRNA te vormen. Dit molecuul is niet geformyleerd. Na dit bindingsproces wordt een ternair complex gevormd, dat bekend staat als eIF2/GTP/Met-tRNA. Dit ternaire complex bindt zich met andere eIF's aan de 40S-subeenheid om een 43S-pre-initiatiecomplex te vormen.
Figuur 02: Initiatie eukaryote vertaling
Dit pre-initiatiecomplex met de eiwitfactoren beweegt langs de mRNA-keten naar het 3'-uiteinde om het startcodon te bereiken. Dit proces staat bekend als het scannen van mRNA. GTP-hydrolyse vindt plaats op eIF2 dat de dissociatie van translatie-initiatiefactoren van de 40s-subeenheid activeert, wat leidt tot de vorming van het volledige ribosoomcomplex. Dit markeert het einde van de eukaryote translatie-initiatie en gaat verder naar de verlengingsfase.
Overeenkomsten tussen prokaryotische en eukaryote vertaalinitiatie
- Beide processen gebruiken een mRNA-sjabloon.
- tRNA brengt in beide processen het juiste aminozuur naar voren.
- Beide ribosomale subeenheden nemen deel aan de initiatie van de vertaling.
- GTP-hydrolyse vindt in beide processen plaats om de translatie-initiatie te activeren.
- AUG fungeert als startcodon voor beide processen.
Verschil tussen prokaryotische en eukaryote vertaalinitiatie
Prokaryote translatie-initiatie vindt plaats op ribosomen uit de jaren 70, terwijl eukaryote translatie-initiatie plaatsvindt op ribosomen uit de jaren 80. Dit is dus het belangrijkste verschil tussen prokaryotische en eukaryote translatie-initiatie. Bovendien is prokaryotische translatie-initiatie een cap-onafhankelijk proces, terwijl eukaryote translatie-initiatie cap-afhankelijk en cap-onafhankelijk is. Dit is dus een ander significant verschil tussen prokaryotische en eukaryote translatie-initiatie. Bovendien zijn de keteninitiërende aminozuren van prokaryote translatie-initiatie en eukaryote translatie-initiatie respectievelijk N-formylmethionine en methionine.
De volgende infographic verzamelt de verschillen tussen prokaryote en eukaryote translatie-initiatie in tabelvorm voor vergelijking naast elkaar.
Samenvatting – Prokaryote versus eukaryote vertaalinitiatie
Vertaling is een biologisch proces dat plaatsvindt in het cytoplasma. Initiatie is de eerste stap van de vertaling. Een mRNA-transcript fungeert als de matrijs voor zowel prokaryotische als eukaryote translatie-initiatie. Prokaryote translatie-initiatie is de binding van de 30S-ribosomale subeenheid van het ribosoom aan het 5'-uiteinde van mRNA met behulp van prokaryotische initiatiefactoren. De initiatiefactoren omvatten IF-1, IF-2 en IF-3, terwijl ribosomen uit de jaren 70 fungeren als de belangrijkste vertaalmachines die betrokken zijn bij het initiatieproces. Eukaryote translatie-initiatie is het proces waarbij de initiator-tRNA, 40S- en 60S-ribosomale subeenheden worden gebonden door eukaryote initiatiefactoren (eIF) in een 80S-ribosoom aan het startcodon van mRNA. De initiatiefactoren omvatten eIF-1, eIF2, eIF-3, eIF4, eIF5 en eIF6, terwijl ribosomen uit de jaren 80 fungeren als de machinerie voor de initiatie van translatie in eukaryoten. Dit is dus de samenvatting van het verschil tussen prokaryotische en eukaryote translatie-initiatie.
