Initiation Factors prokaryotes eukaryotes Activity prokaryotes eukaryotes IF3 eIF-1 Fidelity of AUG codon recognition IF1 eIF-1A Facilitate Met-tRNAiMet binding to small subunit eIF-2 Ternary complex formation eIF-2B (GEF) GTP/GDP exchange during eIF-2 recycling eIF-3 (12 subunits) Ribosome antiassociation, binding to 40S eIF-4F (4E, 4A, 4G) mRNA binding to 40S, RNA helicase activity eIF-4A ATPase-dependent RNA helicase eIF-4E 5' cap recognition eIF-4G Scaffold for of eIF-4E and -4A eIF-4B Stimulates helicase, binds with eIF-4F eIF-4H Similar to eIF4B eIF-5 Release of eIF-2 and eIF-3, GTPase IF2 eIF5B Subunit joining eIF-6 Ribosome subunit antiassociation

La sequenza consenso di Kozak Lewin, IL GENE VIII, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2006

Formazione di complessi nell'inizio della traduzione negli eucarioti: - complesso ternario - complesso 43S - complesso del cap - complesso 48S - complesso 80S { A B C

Lewin, IL GENE VIII, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2006 Negli Eucarioti eIF-2 forma un complesso ternario con Met-tRNAf Il complesso ternario lega la subunità 40S libera che si lega all’estremità 5’ dell’mRNA GTP viene idrolizzato quando eIF2 viene rilasciato come eIF2-GDP eIF-2B rigenera la forma attiva. Lewin, IL GENE VIII, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2006

Formazione dei complessi 43S e cap

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Modello del "closed loop"

  Complessi d'inizio Complesso 43S: Complesso sul cap: eIF1, 1A, 2, 3 Met-tRNA Complesso sul cap: eIF4A, B, E, G + mRNA   Complesso 48S

Complesso 48S

Formazione del 48S e 80S

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Scansione della 40S e formazione dell'80S

Inizio di traduzione nell’mRNA di poliovirus AUG AUG AUG AUG UUUCCUUUU A U G IRES= Internal ribosome entry site

Confronto meccanismi d'inizio

La fase di allungamento della traduzione

Fattori di allungamento procarioti eucarioti EF-Tu eEF1A trasporto aa-tRNA EF-Ts eEF1B riciclo EF-G eEF2 traslocazione

Ciclo dell'allungamento

Ingresso amminoacil-tRNA

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Traslocazione

Meccanismo della traslocazione

EF-Tu ed EF-G si legano alternativamente al ribosoma

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La fase di terminazione della traduzione

Fattori di terminazione procarioti eucarioti RF1 eRF1 RF2 “ RF3 eRF3 riconoscimento UAA, UAG RF2 “ riconoscimento UGA, UAA RF3 eRF3 GTPase RRF rilascio

Terminazione

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Eventi post-terminazione

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Struttura della puromicina

Inibitori della traduzione

Translation inhibitors Effect Chloramphenicol inhibits prokaryotic peptidyl transferase Streptomycin inhibits prokaryotic initiation, also induces mRNA misreading Tetracycline inhibits prok. aminoacyl-tRNA binding to the ribosome small subunit Erythromycin inhibits prokaryotic translocation through the ribosome large subunit Fusidic acid similar to erythromycin only by preventing EF-G from dissociating from the large subunit Puromycin resembles aa-tRNA, interferes with peptide transfer resulting premature termination in prok and euk Diptheria toxin catalyzes ADP-ribosylation of and inactivation of eEF-2 Ricin found in castor beans, catalyzes cleavage of the euk. 28S rRNA Cycloheximide inhibits eukaryotic peptidyltransferase

Trasporto e localizzazione degli mRNA

Trasporto nucleo-citoplasma

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Localizzazione degli mRNA negli eucarioti

Meccanismi di localizzazione Trasporto specifico Degradazione selettiva Ancoraggio a siti specifici

Trasporto degli mRNA nell'oocita di Drosophila

Trasporto degli mRNA nell'oocita di Drosophila

Lewin, IL GENE VIII, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2006

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Supplementary movie SM1: Alexa488-labeled CaMKIIa 3’-UTR RNA particle transport in a living hippocampal neuron. Arrows indicate moving CaMKIIa 3’-UTR RNA particles. Images were acquired 5 min after injection with a frame rate of 1 image per 5 seconds. Scale bar: 10 µm

Supplementary movie SM3: Alexa546-labeled Sept7 RNA particle transport in a living hippocampal neuron. Please note that the dendrite shown is crossed by a dendrite of an adjacent microinjected neuron. The arrow indicates a moving Sept7 RNA particle. Images were acquired 10 min after injection with a frame rate of 1 image per second. Scale bar: 5 µm. Lewin, IL GENE VIII, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2006

Supplementary movie SM2: Stau1-EYFP particle transport in a distal dendrite of a living hippocampal neuron. The arrow indicates a moving Stau1-EYFP particle. Images were acquired 1 day after transfection with a frame rate of 1 image per second. Scale bar: 1 µm. Lewin, IL GENE VIII, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2006

Il trasporto specifico dipende da sequenze cis-agenti presenti nel 3' UTR dell'mRNA (zip code) e da fattori trans-agenti

Granuli citoplasmatici contenenti mRNA

Stabilità degli mRNA

Degradazione dell'mRNA nei procarioti

Degradazione dell'mRNA negli eucarioti

Regolazione della stabilità dell'mRNA negli eucarioti

Vie di degradazione dell'mRNA negli eucarioti

(surveillance systems) Controlli di qualità degli mRNA (surveillance systems)

NMD (Nonsense Mediated Decay) AUG PTC UAG mGppp AAAAAAAAAAAAAAAA

Lewin, IL GENE VIII, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2006

Non-sense Mediated Decay (NMD): complesso EJC

Non-sense Mediated Decay (NMD)

Non-Stop Mediated Decay (NSMD)

Ruolo del tmRNA

Ruolo del tmRNA