Войти
Сайт связывания рибосом или рибосомных сайтов связывания ( RBS ), представляет собой последовательность нуклеотидов выше по потоку от стартового кодона в качестве мРНК транскрипта, который отвечает за набор в рибосоме во время инициации трансляции. В основном RBS относится к бактериальным последовательностям, хотя внутренние сайты входа в рибосомы (IRES) были описаны в мРНК эукариотических клеток или вирусов, которые инфицируют эукариоты. Рекрутирование рибосом у эукариот обычно опосредуется 5'-кэпом, присутствующим на мРНК эукариот.
RBS у прокариот находится перед стартовым кодоном. Эта область мРНК имеет консенсусную 5'-AGGAGG-3 ', также называемую последовательностью Шайна-Дальгарно (SD). Комплементарная последовательность (CCUCCU), называемая анти-Шайна-Дальгарно (ASD), содержится на 3'-конце области 16S меньшей (30S) рибосомной субъединицы. При встрече с последовательностью Шайна-Далгарно ASD рибосомных оснований спаривается с ней, после чего инициируется трансляция.
Вариации последовательности 5'-AGGAGG-3 'были обнаружены у архей как высококонсервативные области 5'-GGTG-3', расположенные на 5 пар оснований выше стартового сайта. Кроме того, некоторые бактериальные области инициации, такие как rpsA в E.coli, полностью лишены идентифицируемых последовательностей SD.
Прокариотические рибосомы начинают трансляцию транскрипта мРНК, в то время как ДНК все еще транскрибируется. Таким образом, перевод и транскрипция - параллельные процессы. Бактериальные мРНК обычно полицистронны и содержат множество сайтов связывания с рибосомами. Инициирование трансляции - это наиболее регулируемая стадия синтеза белка у прокариот.
Скорость перевода зависит от двух факторов:
Последовательность RBS влияет на оба этих фактора.
Рибосомный белок S1 связывается с последовательностями аденина перед RBS. Увеличение концентрации аденина перед RBS увеличит скорость рекрутирования рибосом.
Уровень комплементарности последовательности SD мРНК рибосомному ASD сильно влияет на эффективность инициации трансляции. Более высокая степень взаимодополняемости приводит к более высокой эффективности инициирования. Стоит отметить, что это справедливо только до определенного момента - известно, что слишком высокая степень комплементарности парадоксальным образом снижает скорость трансляции, поскольку в этом случае рибосома оказывается слишком сильно связанной, чтобы двигаться вниз по течению.
Оптимальное расстояние между RBS и стартовым кодоном варьируется - оно зависит от части последовательности SD, закодированной в фактическом RBS, и ее расстояния до стартового сайта согласованной последовательности SD. Оптимальное расстояние увеличивает скорость инициации трансляции после связывания рибосомы. В одном исследовании было обнаружено, что состав нуклеотидов в самой спейсерной области влияет на скорость инициации трансляции.
Вторичные структуры, образованные RBS, могут влиять на эффективность трансляции мРНК, как правило, ингибируя трансляцию. Эти вторичные структуры образуются за счет Н-связывания пар оснований мРНК и чувствительны к температуре. При температуре выше обычной (~ 42 ° C) вторичная структура RBS белков теплового шока разрушается, что позволяет рибосомам связываться и инициировать трансляцию. Этот механизм позволяет клетке быстро реагировать на повышение температуры.
Рибосомы набор в эукариоте происходит, когда эукариот факторы инициации elF4F и поли (А) -связывающий белок (PABP) признают 5' колпачка мРНКа и набирать 43S рибосомы комплексов в этом месте.
Инициация трансляции происходит после рекрутирования рибосомы в стартовый кодон (подчеркнут), обнаруженный в консенсусной последовательности Козака ACC AUG G. Поскольку сама последовательность Козака не участвует в рекрутировании рибосомы, она не считается сайтом связывания рибосомы.
Известно, что эукариотические рибосомы связываются с транскриптами по механизму, в отличие от механизма, включающего 5'-кэп, в последовательности, называемой внутренним сайтом входа в рибосомы. Этот процесс не зависит от полного набора факторов инициации трансляции (хотя он зависит от конкретного IRES) и обычно встречается при трансляции вирусной мРНК.
Идентификация RBS используется для определения сайта инициации трансляции в неаннотированной последовательности. Это называется N-терминальным предсказанием. Это особенно полезно, когда несколько стартовых кодонов расположены вокруг потенциального стартового сайта последовательности, кодирующей белок.
Идентификация RBS особенно трудна, потому что они имеют тенденцию быть сильно вырожденными. Один из подходов к выявлению RBS в кишечной палочке - использование нейронных сетей. Другой подход - использование метода выборки Гиббса.
Последовательность Шайна-Далгарно прокариотического RBS была открыта Джоном Шайном и Линн Далгарно в 1975 году. Консенсусная последовательность Козака была впервые идентифицирована Мэрилин Козак в 1984 году, когда она работала на кафедре биологических наук в Университете Питтсбурга.
