翻译与遗传密码

翻译起始(translation initiation)

在添加任何一个氨基酸之前,细胞面临一道布置难题:它必须把核糖体放到mRNA上恰当的位置、恰当的阅读框中,并让第一条tRNA早已就位。这一步弄错,整个蛋白质就错了。起始就是这场把机器小心组装到起跑线上的过程。

起始把三样东西在起始密码子处聚到一起:小核糖体亚基、mRNA,以及一条已经挂载好甲硫氨酸的特殊起始tRNA。被称为起始因子的辅助蛋白指挥这场组装,而那条特殊的起始tRNA被直接装入P位(而非A位),起始密码子AUG正在此等候。一旦一切正确对齐,大亚基便加入、补全核糖体,机器就此蓄势待发:第一个氨基酸已就位,A位空着,等待第二条tRNA。核糖体如何找到起始密码子,因生命的域而异:细菌用紧靠AUG上游的一小段Shine-Dalgarno序列,把小亚基配对到位;真核生物则附着在mRNA的5'帽附近,沿信息扫描,直到抵达第一个合适的AUG。

起始是翻译中最慢、调控最严的一步,这是有道理的:它是细胞决定究竟要不要制造这个蛋白质、并确保阅读框正确的最后机会。由于它是限速步骤,它也是首要的调控点——细胞主要靠调节起始来上下拨动蛋白质产量,许多病毒正是靠夺取细胞的起始机器来劫持它。细菌与真核的起始版本差异足够大,使某些抗生素能在细菌中阻断起始而不触及我们。

在大肠杆菌中:30S亚基在其Shine-Dalgarno匹配的引导下落到mRNA上,使起始AUG落入P位;起始的 fMet-tRNA 在此配对;随后50S亚基夹合上来,构成完整的70S核糖体,准备开始延伸。

小亚基 + mRNA + 起始tRNA 在起始密码子处组装,随后大亚基加入。

独特之处在于,起始tRNA装入的是P位,而此后每一条tRNA都从A位进入。起始也是翻译受控最重的一步——它是细胞调节蛋白质合成的主音量旋钮。

又称
initiation of translation翻译起始翻譯起始