Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Sup35p – Saccharomyces cerevisiae (ашытқы) эукариоттық трансляцияны аяқтау факторы. Нақтырақ айтқанда, ол ашытқының эукариоттық аяқтау факторы 3 (eRF3) болып табылады, ол eRF1 (ашытқыдағы Sup45p) есебінен трансляцияны аяқтау кешенін құрайды. Бұл кешен рибосома тоқтату кодонына кездескенде пайда болатын жаңа полипептидтік тізбекті таниды және оның босатылуын катализдейді. eRF1 тоқтату кодондарын таниды, ал eRF3 GTP гидролизі арқылы полипептидтік тізбектің босатылуын жеңілдетеді. Функцияның ішінара жоғалуы нәтижесінде, тоқтату кодондары назардан тыс қалады және белоктар карбоксилдік ұштарынан ұзартылған түрде бұрмаланған синтезделеді. Функцияның толық жоғалуы өлімге алып келеді.
Sup35p is the Saccharomyces cerevisiae (a yeast) eukaryotic translation release factor. More specifically, it is the yeast eukaryotic release factor 3 (eRF3), which forms the translation termination complex with eRF1 (Sup45p in yeast). This complex recognizes and catalyzes the release of the nascent polypeptide chain when the ribosome encounters a stop codon. While eRF1 recognizes stop codons, eRF3 facilitates the release of the polypeptide chain through GTP hydrolysis. Partial loss of function results in nonsense suppression, in which stop codons are ignored and proteins are abnormally synthesized with carboxyl terminal extensions. Complete loss of function is fatal.
Тарих
Sup35p 1994 жылы Рид Викнердің прион түрінде таралғанын көрсетті. Осы себепті ол жан-жақты зерттелген белок. Ашытқы жасушалары приондық күйде Sup35p-ні қамтығанда, пайда болатын фенотип [PSI+] деп аталады. [PSI+] жасушаларында Sup35p амилоидтық күйде болады, ол көбейіп, ұрпақ жасушаларға беріледі. Бұл нәтижесінде ақуыздың ерігіштігі және қызметтік қабілеті төмендеп, мағынасыздықтарды жою жылдамдығы артады (тоқтау кодондары арқылы трансляциялық оқу). Геннің жоғары экспрессиясы [Psi+] конформациясын тудырады.
Sup35p was shown to propagate in a prion form in 1994 by Reed Wickner. For this reason it is an intensely studied protein. When yeast cells harbor Sup35p in the prion state the resulting phenotype is known as [PSI+]. In [PSI+] cells Sup35p exists in an amyloid state that can be propagated and passed to daughter cells. This results in less soluble and functional protein and thus in an increased rate of nonsense suppression (translational read through of stop codons). The overexpression of the gene has been shown to induce the [Psi+] conformation.
Эволюциялық сыйымдылық
Бірнеше журнал мақалалары [PSI+] және [psi ] (прионсыз) күйлерінің арасындағы өзара айырбасталу қабілеті эволюциялық артықшылық береді деп ұсынды, бірақ бұл әлі де көп пікірталас тудыратын мәселе болып қала береді. Сьюзан Линдквист ашытқының изогендік популяциялары Sup35p приондық немесе прионсыз түріне байланысты әртүрлі фенотиптерді көрсете алатынын көрсетті. Ол жеті түрлі генетикалық фонға ие ашытқы штамдарын көптеген стрестік жағдайларда, сәйкес [PSI+] және [psi ] штамдарымен бірге өсірді. Кейбір жағдайларда [PSI+] нұсқасы жылдам өсті, ал басқаларында [psi ] нұсқасы жылдам өсті. Ол [PSI+] стресс кезінде табиғи популяцияларда жасырын генетикалық өзгерісті босату арқылы бейімделуді жеңілдетіп, эволюциялық конденсатор ретінде әрекет ететінін болжады. Бұл өзгеріс тоқтату кодондарынан тыс жерде жатыр, олар ашытқыда кадрдың жоғалуының жоғары деңгейін көрсетеді. Математикалық модельдер [PSI+] осы функция үшін дамыған болуы мүмкін екенін көрсетеді.
Several journal articles have suggested that the ability to interconvert between [PSI+] and [psi ](prion free) states provides an evolutionary advantage, but this remains an area of much debate. Susan Lindquist has shown that isogenic populations of yeast can express different phenotypes based on whether they had the prion form of Sup35p or the non prion form. She did an experiment where seven strains of yeast with different genetic backgrounds were grown under many different stressful conditions, with matched [PSI+] and [psi ] strains. In some cases, the [PSI+] version grew faster, in others [psi ] grew faster. She proposed that [PSI+] may act as an evolutionary capacitor to facilitate adaptation by releasing cryptic genetic variation in natural populations at times of stress. This variation would lie beyond stop codons, which show a high rate of in frame loss in yeast. Mathematical models suggest that [PSI+] may have evolved for this function.
Физикалық сипаттамалары
Sup 35 құрамында трансляцияны тоқтату белсенділігіне жауапты карбоксилдік терминалды аймақ (C терминалы) бар. Ақуыздың аминотерминалды (N терминалы) аймағы конформациясына байланысты кезекпен бүгілуге жауапты. Ортаңғы (m) доменнің функциясы белгісіз. Осы N және M аймақтарының қызметін анықтау мақсатында Сьюзан Линдквист экспериментінде екі штамм Sup35p-нің N және M аймақтарын қамтымайтын нұсқасын өндіруге гендік инженерлік жасалды. Sup35p ақуызы 685 аминқышқылынан тұрады. C терминалында PQGGYQQYN олигопептидтік қайталама тізбегінің 5 толық және бір толық емес қайталануы бар. Геннің өзгертілген нұсқаларында осы тізбектің көбірек қайталануы ақуыздың [Psi+] конформациясын қабылдау ықтималдығын арттырады. Шындығында, екі қосымша қайталанудың (R2) қосылуы [Psi] -дан [Psi+] -ға өтуді 5000 есе жылдамдатады.
Sup 35 contains a carboxyl terminal region (C terminus), which is responsible for the translation termination activity. The amino terminal(N terminus) region of the protein is responsible for alternately folding depending on the conformation. The middle (m) domain has an unknown function. In an effort to determine the function of these N and M regions, in Susan Lindquists' experiment two of the strains were engineered to produce a version of Sup35p which does not include the N and M regions. The Sup35p protein is 685 amino acids long. The C terminal contains 5 complete and one incomplete repeat of the Oligopeptide repeat sequence PQGGYQQ YN. In modified versions of the gene, it has been shown that the more repeats of this sequence present, the more the protein is to assume the [Psi+] confirmation. In fact, the addition of two extra repeats (R2) result in the [Psi ] to [Psi+] conversion in being 5000 times faster.
Аденин жолы
[psi] және [psi+] арасындағы фенотиптік айырмашылықтар клетканың аденин өндіру қабілетіне кедерлес келгенде анық байқалады. P рибозиламиноимидазол (AIR) (ашытқыдағы аденин жолының алдындағы зат) жиналуы ашытқы колониясында жалаң көзбен көрінетін қызыл пигменттің пайда болуына себеп болады. Изогендік штаммдарда, егер сезімсіз мутация ADE 2 немесе ADE 1 генінің ортасында болса (бұл жолға қатысатын ферменттер), [psi] штаммында тиісінше P рибозиламиноимидазол (AIR) немесе P рибозиламиноимидазол карбоксилаты (CAIR) жиналады. CAIR келесі алдындағы затқа айналдыратын фермент болмаса, AIR-ға қайта айналады, сондықтан кез келген мутация [psi] штаммында қызыл түс тудырады. [psi+] штаммы тіпті осы сезімсіз мутацияларға ұшырағанда да ақ болып қалады. Осыдан [psi+] eRF3 функционалды емес деген қорытынды шығарылады. Бұл құбылыс [psi] -дегі eRF3 рибосоманы тиімді бөліп, ферменттің дұрыс синтезделуіне кедерілтіруімен байланысты. Ал [psi+] штаммында фермент жеткілікті мөлшерде синтезделеді, сондықтан жол аденин өндіруді сәтті жалғастырады.
The phenotypic differences between [psi ] and [psi+] is made clear when the ability of the cell to make adenine is tampered with. The buildup of P ribosylamino imidazole (AIR) (a precursor in the adenine pathway in yeast) induces a red pigment in a yeast colony visible to the naked eye. In isogenic strains where the non sense mutation is in the middle of either the gene ADE 2 or ADE 1 (enzymes involved in the pathway), the [psi ] strain has either build ups of P ribosylamino imidazole (AIR), or P ribosylamino imidazolecarboxylate (CAIR), respectively. Because CAIR converts back into AIR if the enzyme that catalyzes it to the next precursor is absent, either mutation will cause a red color in the [psi ] strain. The [psi+] strain appears white even when subjected to the same non sense mutations. Thus, it is inferred that the eRF3 of the [psi+] is non functional. This phenomenon is because the eRF3 in [psi ] is able to disconnect the ribosome effectively, so the enzyme cannot be properly synthesized. However, in the [psi+] strain, the enzyme is able to be synthesized enough so that the pathway still successfully produces adenine.