procariotieucarioti Fattori di allungamento EF-TueEF1A trasporto aa- tRNA EF-TseEF1B riciclo EF-GeEF2 traslocazione Fattori di terminazione RF1eRF1 riconoscimento UAA, UAG RF2 riconoscimento UGA, UAA RF3eRF3 GTPase RRF rilascio

Initiation FactorsActivity prokaryoteseukaryotes IF3eIF-1 Fidelity of AUG codon recognition IF1eIF-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 IF2eIF5B Subunit joining eIF-6 Ribosome subunit antiassociation

Passaggi dellinizio di traduzione 1.Formazione complesso 43S 2.Reclutamento del complesso 43S sul 5 dellmRNA (48S) 3.Scanning del 5 UTR e riconoscimento dellAUG 4.Formazione del complesso 80S

2

eIF2 eIF2 3 subunità: Subunità aiuta attività di GTPasi e modula il legame tRNAi-eIF2 Subunità è un regolatore della traduzione. E fosforilata (ser 51) da diverse chinasi in risposta a stress eIF2B eIF2B 5 subunità: Fattore di scambio GDP-GTP (GEF) per eIF2 2 subcomplessi: attività catalitica attività regolativa

eIF3 eIF subunità Nucleo di 5 subunità: eIF3a, b, c, i, g In lievito forma un complesso con eIF1, eIF2, eIF5, Met-tRNAi (MFC) Richiesto per il legame del 43S allmRNA

Reclutamento 43S-mRNA

Complesso 43S-mRNA (48S)

eIF4F

eIF4F eIF4F Composto da 3 subunità eIF4A: elicasi, aiutato da eIF4B eIF4E: cap binding protein, regolato da fosforilazione e interazione con eIF4E-BP eIF4G: adattatore, interagisce con diversi fattori

eIF4G

Struttura di eIF4G

GCC CCAUGG A G _ La sequenza consenso di Kozak i ribosomi migrano dalla estremità 5 dellmRNA fino al sito di legame del ribosoma, che include un codone di inizio AUG.

Scansione del 5' UTR

Scanning

Formazione complesso 80S

Toeprint assay

Scanning Scanning 40S, ATP, eIF2, eIF4A, eIF4B, eIF4F, mRNA sufficienti per formare complesso I (non produttivo) eIF1, eIF1A necessari per il complesso II (scanning fino allAUG) Se non ci sono strutture secondarie eIF4A, 4B, 4F non sono necessari (in vitro)

Figure 2 | 3'–5' interactions: circles of mRNA. a | Visualization of circular RNA–protein complexes by atomic-force microscopy. Complexes formed on capped, polyadenylated double-stranded RNA in the presence of eIF4G, poly(A)-binding protein (PABP) and eIF4E91. (Picture provided by A. Sachs and reprinted with permission.) b | Model of messenger-RNA circularization and translational activation by PABP–eIF4G–eIF4E interactions. eIF4G simultaneously binds to eIF4E and PABP7, 9, 14, 53, 55, thereby circularizing the mRNA91 and mediating the synergistic stimulatory effect on translation of the cap and poly(A) tail by enhancing the formation of the 48S complex53, 54, 92. c | Model of mRNA circularization and translational activation by PABP–Paip1 interactions. Paip1 is a PABP-interacting protein that binds eIF4A93, acting as a translational co-activator. d | Model of mRNA circularization and translational repression by CPEB–maskin–eIF4E interactions. RNA-associated CPEB binds maskin, which in turn binds to the eIF4E. This configuration of factors precludes the binding of eIF4G to eIF4E and thus inhibits assembly of the 48S complex13. e | Model of translational repression by heterogeneous nuclear ribonucleoproteins (hnRNPs). The differentiation control element (DICE), located in the 3' UTR of 15-lipoxygenase mRNA, inhibits translation initiation by preventing the joining of the 60S ribosomal subunit to the 43S complex located at the AUG codon. This inhibition is mediated by hnRNP proteins K and E1. The inhibitory event probably targets one of the initiation factors involved in the GTP hydrolysis that releases the initiation factors and the joining of the 60S ribosomal subunit2, 94. ORF, open reading frame.

Interazioni 5'-3' nell'mRNA

Ruolo di PABP nella traduzione Ruolo di PABP nella traduzione In estratti cell free di lievito sinergismo tra cap e coda poli(A) Interazione tra PABP e eIF4G eIF4E, eIF4G, PABP e mRNA forma strutture circolari (in vitro) Altre proteine che interagiscono con PABP (Paip1, 2 e eRF3)

Initiation FactorsActivity prokaryoteseukaryotes IF3eIF-1 Fidelity of AUG codon recognition IF1eIF-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 IF2eIF5B Subunit joining eIF-6 Ribosome subunit antiassociation

pUp UUUCCUUUU AUG Inizio di traduzione nellmRNA di poliovirus AUG IRES= Internal ribosome entry site

Saggio dellmRNA bicistronico CAT luciferasi cap CAT luciferasi cap IRES CAT luciferasi cap IRES CAT luciferasi cap IRES 4F +++ +/- (+) +++ (+/0) +++

Complessi d'inizio

IRES di EMCV

eIF3 40S IRES di HCV

Fattori necessari per la traduzione

IRES di CrPV

Sequenze IRES virali

IRES negli mRNA cellulari

Strutture secondarie delle IRES

Fattori trans-agenti delle IRES

Ruolo delle IRES

Meccanismi di traduzione negli eucarioti

Meccanismi di reclutamento della 40S

Evoluzione del reclutamento della 40S

Complesso MFC