Полисом - Polysome

Иллюстрация полисома в связи с мРНК и ДНК

А полирибосома (или полисом или эргономичный) представляет собой группу рибосом, связанных с молекулой мРНК наподобие «бусинок» на «нити».[1] Он состоит из комплекса молекулы мРНК и двух или более рибосомы что действовать перевести мРНК инструкции в полипептиды. Первоначально «эргосомы» были придуманы в 1963 году, их охарактеризовали Джонатан Уорнер, Пол М. Кнопф,[2] и Алекс Рич.

Полисомы образуются во время фаза удлинения когда рибосомы и факторы элонгации синтезируют кодируемый полипептид. Множественные рибосомы перемещаются по кодирующей области мРНК, создавая полисому. Способность множественных рибосом функционировать на молекуле мРНК объясняет ограниченное количество мРНК в клетке.[3] Структура полирибосом различается между прокариотическими полисомами, эукариотическими полисомами и мембраносвязанными полисомами.[1] Полисомную активность можно использовать для измерения уровня экспрессии генов с помощью метода, называемого полисомным профилированием.[4]


Структура

Технологии электронной микроскопии, такие как окрашивание[5], затемнение металла[6], и ультратонкие срезы клеток были оригинальными методами определения структуры полисома. Развитие методов криоэлектронной микроскопии позволило повысить разрешение изображения, что привело к более точному методу определения структуры. Различные структурные конфигурации полирибосом могут отражать различную трансляцию мРНК. Исследование соотношения полирибосомных форм показало, что после нескольких раундов трансляции было обнаружено большое количество круглых и зигзагообразных полисом. Более длительный период трансляции вызывал образование плотно упакованных трехмерных спиральных полисом.[1] Разные клетки производят разные структуры полисом.

Прокариотический

Обнаружено, что бактериальные полисомы образуют двухрядные структуры. В этой конформации рибосомы контактируют друг с другом через более мелкие субъединицы. Эти двухрядные структуры обычно имеют «синусоидальную» (зигзагообразную) или трехмерную спиральную траекторию. В «синусоидальном» пути есть два типа контакта между небольшими субъединицами - «сверху вниз» или «сверху вниз». На трехмерной спиральной траектории наблюдается только контакт «вершина-вершина».[1]

Полисомы присутствуют в архее, но о структуре известно немногое.[7]

Эукариотический

В камерах

на месте Исследования (в клетке) показали, что полисомы эукариот имеют линейную конфигурацию. Обнаружены плотно упакованные 3-D спирали и плоские двухрядные полисомы с переменной упаковкой, включая контакты «сверху-вверх», подобные прокариотическим полисомам. Трехмерные полирибосомы эукариот похожи на трехмерные полирибосомы прокариот в том, что они представляют собой «плотно упакованные левые спирали с четырьмя рибосомами на оборот». Эта плотная упаковка может определять их функцию в качестве регуляторов трансляции, поскольку трехмерные полирибосомы обнаруживаются в клетках саркомы с помощью флуоресцентной микроскопии.[1]

Без клетки

Атомно-силовая микроскопия, используемая в in vitro исследования показали, что кольцевые эукариотические полисомы могут быть образованы свободной полиаденилированной мРНК в присутствии фактора инициации eIF4E, связанного с 5 ’кэпом, и PABP, связанного с 3’-поли (A) хвостом. Однако это взаимодействие между кэпом и поли (A) -хвостом, опосредованное белковым комплексом, не является уникальным способом циркуляризации полисомальной мРНК. Было обнаружено, что топологически кольцевые полирибосомы могут быть успешно образованы в системе трансляции с мРНК без кэпа и без поли (A) хвоста, а также с кэпированной мРНК без 3’-поли (A) хвоста.[1]

Мембранный

Полирибосомы, связанные с мембранами, ограничены двумерным пространством, заданным поверхностью мембраны. Ограничение межрибосомных контактов вызывает конфигурацию округлой формы, при которой рибосомы располагаются вдоль мРНК так, что сайты входа и выхода образуют гладкий путь. Каждая рибосома повернута относительно предыдущей, напоминая плоскую спираль.[1]

Профилирование

Полисомное профилирование - это метод, который использует циклогексимид для остановки трансляции и градиент сахарозы для отделения полученного клеточного экстракта центрифугированием.[3] МРНК, ассоциированные с рибосомами, мигрируют быстрее, чем свободные мРНК, а мРНК, ассоциированные с полисомами, мигрируют быстрее, чем мРНК, ассоциированные с рибосомами. Несколько пиков, соответствующих мРНК, выявляются путем измерения общего белка в градиенте. Соответствующая мРНК связана с увеличением числа рибосом в виде полисом. Присутствие мРНК в градиенте свидетельствует о трансляции мРНК. Полисомное профилирование оптимально применяется к культивируемым клеткам и тканям для отслеживания статуса трансляции идентифицированной мРНК, а также для измерения плотности рибосом.[4] Этот метод был использован для сравнения статуса трансляции мРНК в разных типах клеток.

Например, профилирование полисом было использовано в исследовании, чтобы изучить влияние вируса везикулярного стоматита (VSV) на клетки млекопитающих.[8] Данные полисомного профилирования показали, что мРНК хозяина вытесняются вирусными мРНК для полисом, что снижает трансляцию мРНК хозяина и увеличивает трансляцию вирусной мРНК.[8]

использованная литература

  1. ^ а б c d е ж г Афонина З.А., Широков В.А. (январь 2018). «Трехмерная организация полирибосом - современный подход». Биохимия. Биохимия. 83 (Приложение 1): S48 – S55. Дои:10.1134 / S0006297918140055. PMID  29544430.
  2. ^ Cambra K (весна 2017 г.). "Пол М. Кнопф, доктор философии". Коричневая медицина. Брауновский университет. Получено 24 июля 2017.
  3. ^ а б Король Х.А., Гербер А.П. (январь 2016 г.). «Профилирование трансатома: методы анализа трансляции мРНК в масштабе генома». Брифинги по функциональной геномике. 15 (1): 22–31. Дои:10.1093 / bfgp / elu045. PMID  25380596.
  4. ^ а б Li S, Le B, Ma X, Li S, You C, Yu Y и др. (Декабрь 2016 г.). Ци Дж (ред.). «Биогенез фазированных миРНК на мембраносвязанных полисомах Arabidopsis». eLife. 5: e22750. Дои:10.7554 / eLife.22750. ЧВК  5207768. PMID  27938667.
  5. ^ https://www.thefreedictionary.com/Staining+(microscopy)
  6. ^ https://medical-dictionary.thefreedictionary.com/metal+shadowing
  7. ^ Французский SL, Сантанджело Т.Дж., Бейер А.Л., Рив Дж.Н. (апрель 2007 г.). «Транскрипция и перевод в Архее связаны». Молекулярная биология и эволюция. 24 (4): 893–5. Дои:10.1093 / молбев / msm007. PMID  17237472.
  8. ^ а б Neidermyer WJ, Whelan SP (июнь 2019 г.). «Глобальный анализ мРНК, ассоциированной с полисомами, в клетках, инфицированных вирусом везикулярного стоматита». Патогены PLOS. 15 (6): e1007875. Дои:10.1371 / journal.ppat.1007875. ЧВК  6608984. PMID  31226162.

внешние ссылки