Uitgewerkte hoorcolleges 21 tm 35 met afbeeldingen. Dit zijn de hoorcolleges die na de tussentoets zijn gegeven. Zie de bundel met deel 1 voor de volledige tentamenstof.
Virologie hoorcolleges – deel 2
HC 21&22: regulatie van translatie
- Eukaryote mRNAs zijn monocistronic en hebben allemaal een cap.
o Monocistronic: bijna alle mRNAs coderen voor maar één open reading frame (ORF).
o Veel uitzonderingen voor virussen
- Virussen coderen geen componenten van de translatie machinerie.
o Uitzonderingen: sommige virussen in algen (unicellulaire prokaryoten).
- Ribosomen en tRNA
o Ribosomen van eukaryoten heten het 80S ribosoom.
▪ Opgebouwd uit 40S subunit (bevat het 18S rRNA) en de 60S subunit (bevat
drie verschillende rRNAs).
▪ De ribosomale RNAs zijn vrijwel allemaal betrokken bij de stabilisatie van de
complexen.
▪ De S-waarde slaat indirect op de grootte: Svedberg units: wordt bepaald
door de sedimentatie coëfficiënt: afhankelijk van de massa, vorm en
dichtheid.
o tRNAs:
▪ Er zijn 20 aminozuren en daarvoor zijn 61 codons (+3 stopcodons).
▪ Er zijn maar 40-60 verschillende tRNAs in de cel. Dit komt omdat de tRNAs in
de eerste positie van hun tRNA anticodon een wobbel positie hebben.
• Wobbel positie: op deze positie kan er ook een mis-basepaar
gevormd worden.
▪ Sommige tRNAs hybridiseren dus met een niet-perfect codon waardoor er
minder tRNAs dan codons zijn.
▪ Aminoacyl-tRNA synthetases zetten het juiste aminozuur aan het tRNA.
• De aminoacyl-tRNA synthetases zijn ook weer specifiek voor de
verschillende tRNAs.
▪ De tRNAs hebben een sterk geconserveerde structuur. Vooral het anticodon
bepaalt dus welk aminozuur wordt ingebouwd.
▪ Vele baseparingen geven een stabiele structuur van het tRNA.
▪ Veel nucleotiden zijn gemodificeerd:
• DHU: dihydroxyuridine
• mG: methylguanosine
• mA: methyladenosine
• mC: methylcytosine
• ψ: pseudouridine
~1~
, ▪ De linker positie in het anticodon (zie afbeelding) is altijd gemethyleerd.
- Functionele unit van translatie: het polyribosoom.
o De structuur van een RNA die getransleerd wordt, ziet eruit als een polyribosoom.
▪ Polyribosoom: de 40S en 60S subunit assembleren op de initiatie site →
scannen → translatie vanaf startcodon. Zodra deze ribosomen bezig zijn,
start er al een volgend ribosoom → het RNA is volledig gevuld met
ribosomen. Dit geeft een hele grote structuur (groter dan een virus).
o Circularisatie van het mRNA door associatie van de cap met pAbp.
▪ Functie: na het stopcodon op het mRNA kan de 40S subunit hierdoor direct
opstappen en kan de translatie opnieuw beginnen → verhoogde efficiëntie
van translatie.
- Stappen van translatie:
o Associatie van het pre-initiatie complex met de cap.
▪ Het pre-initiatie complex is gebonden aan de 40S subunit van het ribosoom.
▪ Aan het initiatiecomplex is altijd tRNA met een methionine gebonden. Dit is
namelijk het eerste aminozuur dat wordt ingebouwd.
o Scanning tot het AUG startcodon.
o Initiatie van translatie op het startcodon → elongatie.
o Terminatie van polypeptide synthese op het stopcodon.
▪ Release factor is bij terminatie betrokken: dit is een eiwit (i.p.v. een RNA)
dat aan het ribosoom bindt → disassemblage van het ribosoom en recycling
van de componenten.
• Deze recycling is extra efficiënt door circularisatie van het mRNA
(door pAbp).
~2~
,- Stappen van assemblage:
o Formatie en vervolgens associatie van twee complexen:
▪ eIF1a en eIF3 binden aan het 40S ribosomale subunit: hiermee voorkomen
dat 60S bindt.
• eIF = eukaryotic initiation factor.
▪ eIF2-GTP, eIF1 en Met-tRNA (voor het startcodon) vormen het ternaire
complex.
▪ Bovenstaande complexen vormen samen het 43S pre-initiatie complex.
o Vervolgens twee opties:
▪ Optie 1: onafhankelijk cap-bindend complex vormen (eIF4F).
• eIF4F is dus geen afzonderlijke factor maar een assembly van drie
afzonderlijke initiatiefactoren: eIF4E (=cap-bindend eiwit), eIF4G en
eIF4A (=helicase).
▪ Optie 2: componenten van eIF4F binden direct (los van elkaar) op het 43S
pre-initiatie complex:
• eIF4G bindt aan het complex via eIF3 → rekrutering van eIF4A.
• eIFE bindt aan de cap van het mRNA.
• eIF4G bindt aan eIF4E en rekruteert daarmee 40S naar de cap.
• mRNA interacteert met Met-tRNA en de 40S subunit.
▪ Cruciaal voor initiatie: de eIF4E subunit: start de cap-afhankelijke translatie
door te binden aan de cap.
o Fosforylatie van eIF4E door Mnk1/2 (gerekruteerd door eIF4G) → translatie-initiatie
wordt verhoogd.
▪ Dit is een belangrijk punt van regulatie. Optie 2
Optie 1
Ternaire
complex
- Functie van de eukaryote initiatiefactoren (eIF):
o eIF1: herkent het initiatie codon.
o eIF1a: bindt aan 40S (later ook aan 60S): betrokken bij scanning.
o eIF2: bindt Met-tRNA (dit is een GTP-ase).
o eIF3: bindt aan 40S: neemt deel in alle fasen.
▪ eIF3 is een groot complex: bestaat uit 13 subunits, 800kD.
o eIF4G is de centrale ‘hub’ waarop het initiatiecomplex gevormd wordt. eIF4G is een
scaffold eiwit door de volgende eiwitten te verbinden:
▪ eIF4E: bindt aan de cap
▪ Pabp: polyA-binding protein (3’ einde)
~3~
, ▪ Mnk1/2: eIF4E kinase
• Fosforyleert serine-209.
▪ eIF4A: helicase
▪ eIF3: bindt zelf weer aan 40S
o eIF4G is een belangrijke target voor virussen: bv poliovirus knipt met zijn 2A
protease eIF4G waardoor de interactie met eIF4E verloren gaat → translatie (van
gastheer) wordt stilgelegd.
- Zodra het initiatiecomplex is gevormd, begint 40S het mRNA te scannen vanaf de cap voor
het startcodon.
o eIF4A ontwindt de 5’UTR (ATP-afhankelijk helicase).
o De eerste AUG is (in principe) het startcodon.
▪ eIF1 en eIF1a herkennen het AUG codon.
o GTP gebonden aan eIF2 wordt gehydrolyseerd na herkenning van het startcodon en
start synthese.
▪ Hydrolyse wordt geactiveerd door eIF5, een GAP.
▪ eIF2 trekt Met-tRNA naar het complex.
o Na hydrolyse dissociëren de eIF eiwitten.
o Nu kan de 60S ribosomale subunit associëren met het 40S subunit → methionine
wordt op de goede plek gezet → translatie begint.
- De translatie begint op het AUG startcodon.
o Rond het startcodon ligt een geconserveerde sequentie: dit is de Kozak
consensussequentie.
o In principe kan elke AUG gebruikt worden als startcodon maar afhankelijk van de
conservering van deze consensussequentie gebeurt dit niet altijd → scanning gaat
verder.
~4~
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller nika29. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $6.95. You're not tied to anything after your purchase.
