162.23.30.16: /* Eukaryotische Initiationsfaktoren */

2024-06-17T16:23:02Z

Eukaryotische Initiationsfaktoren

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[[Datei:Prokaryotic_Translation_Initiation.png|mini|300px|Schematische Darstellung der Initiation der Proteintranslation bei Prokaryoten]]
[[Datei:Eukaryotic_initiation.png|mini|300px|Schematische Darstellung der Initiation der Proteintranslation bei Eukaryoten. Nur die wichtigsten Initiationsfaktoren sind dargestellt.]]

'''Initiationsfaktoren''' (genauer: ''Translations-Initiationsfaktoren'') sind [[Protein]]e und [[Proteinkomplex]]e in den [[Zelle (Biologie)|Zellen]] aller Lebewesen, die notwendig für eine effiziente [[Translation (Biologie)|Translation]] der [[mRNA]] sind und eine Funktion während der Initiation der Translation haben. Da sich die Initiation der [[Eukaryoten]] wesentlich von der der [[Prokaryoten]] unterscheidet, müssen die daran teilnehmenden Proteine differenziert werden. [[Mutation]]en in den [[Gen]]en, die für Untereinheiten des eIF-2B-Komplexes codieren, sind für eine spezielle erbliche Form der [[Leukodystrophie]] (VWM) verantwortlich.<ref>{{OMIM|603896|Leukoencephalopathy with vanishing white matter}}</ref>

== Prokaryotische Initiationsfaktoren ==
Prokaryoten haben drei Proteine (IF-1, IF-2 und IF-3), die die Translation zusammen einleiten. Sie binden alle an die kleine Untereinheit des [[Ribosom]]s. Jedes dieser Proteine hat eine spezifische Funktion und übernimmt einen Schritt der Initiation:
* IF-1 verhindert die vorzeitige Bindung von [[tRNA]] an die Stelle der mRNA, die später die A-Stelle des Ribosoms bilden wird.
* IF-2 ist eine [[GTPase]]. Sie versichert, dass die Initiator-tRNA ([[Formylmethionin-tRNA]]) an das [[Startcodon]] bindet. Die Energie, die durch die [[Hydrolyse|Hydrolysierung]] eines [[Guanosintriphosphat|GTP]] freigesetzt wird, tritt in Wechselwirkung mit IF-1, der kleinen Untereinheit des Ribosoms und der Initiator-tRNA.
* IF-3 verhindert die vorzeitige Bindung der großen Untereinheit an die kleine. IF-3 bindet so früh wie möglich an die kleine Untereinheit, damit versichert ist, dass eine neue Translation initialisiert werden kann. Es scheint sogar so zu sein, dass dieser Faktor die Spaltung der kleinen und großen Untereinheit nach einer Translation unterstützt.<ref>[[James D. Watson]], [[Tania A. Baker]], [[Stephen P. Bell]], [[Alexander Gann]], [[Michael Levine]], [[Richard Losick]]: ''Watson Molekularbiologie - Das molekulare Grundwissen der Biologie'' 2010, 6. Aufl., Pearson Studium - Biologie 2010. ISBN 3868940294. S. 527.</ref>

== Eukaryotische Initiationsfaktoren ==
Eukaryotische Initiationsfaktoren gehören zu vielen verschiedenen Proteinfamilien und haben eine Vielzahl von Funktionen: die [[mRNA]] zu entwinden, ihre [[5'-Cap-Struktur]] zu erkennen, ihre Bindung an das [[Ribosom]] zu regulieren, die Starter-[[tRNA]] zu binden und den Komplex zu verlassen, damit die Ribosom-60S-Untereinheit die Elongation durchführen kann.<ref>[[Jochen Graw]], [[Wolfgang Hennig]]: ''Genetik'' 2010, 5. Aufl., Springer 2010. ISBN 3642049982. S. 84–85.</ref>

Beim Menschen sind etwa 45 [[Gen]]e bekannt, die für eukaryotische Initiationsfaktoren codieren. Die Proteine gehören zu den folgenden Komplexen und Familien:<ref>[https://www.uniprot.org/uniprotkb?query=%28organism_id%3A9606%29+AND+%28keyword%3AKW-0396%29+AND+%28reviewed%3Atrue%29 UniProt-Suchergebnis Initiationsfaktoren Mensch]</ref>

{| class="wikitable"
|-
! Komplex !! Protein-<br/>familie !! Gene (HGNC) !! Funktion
|-
| || ''[[DEAD-Box-Helikasen]], DEAH-Familie''
| {{HGNC||DHX29}}
| Bindet an 40S nahe dem mRNA-Eingang; Effizienz der Translation
|-
| || ''eIF-1A''
| {{HGNC||EIF1AX}}, {{HGNC||EIF1AY}}
| Hilft bei der Trennung der Ribosom-Untereinheiten, bindet Met-tRNA; Effizienz der Translation ||
|-
| rowspan="3" | '''eIF-2'''
| ''eIF-2α''
| {{HGNC||EIF2S1}}
| rowspan="3" | Komplex mit GTP und Initiator-tRNA, später zusätzlich mit 40S, verbraucht GTP
|-
| ''eIF-2β''
| {{HGNC||EIF2S2}}, {{UniProt|A6NK07|kurz}}, {{HGNC||EIF5}}
|-
| ''eIF-2G''
| {{HGNC||EIF2S3}}, {{HGNC||EIF2S3L}}
|-
| rowspan="2" | '''eIF-2B'''
| ''eIF-2B-α/β/δ''
| {{HGNC||EIF2B1}}, {{HGNC||EIF2B2}}, {{HGNC||EIF2B4}}
| rowspan="2" | Komplex katalysiert GTP-GDP-Austausch in '''eIF-2'''. Pathologie: [[Leukodystrophie]]
|-
| ''eIF-2B-γ/ε''
| {{HGNC||EIF2B3}}, {{HGNC||EIF2B5}}
|-
| || ''eIF-2A''
| {{HGNC||EIF2A}}
| Ermöglicht Initiation bestimmter spezieller mRNA
|-
| || ''eIF-2D''
| {{HGNC||EIF2D}}
| Verschafft tRNA zur P-Site der 40S, ohne GTP zu benötigen. Außerdem Elongationsfaktor.
|-
| '''eIF-3'''
| div.
| Modul A: {{HGNC||EIF3A}}, {{HGNC||EIF3B}}, {{HGNC||EIF3G}}, {{HGNC||EIF3I}}. Modul B: {{HGNC||EIF3F}}, {{HGNC||EIF3H}}, {{HGNC||EIF3M}}. Modul C: {{HGNC||EIF3C}}, {{HGNC||EIF3D}}, {{HGNC||EIF3E}}, {{HGNC||EIF3L}}, {{HGNC||EIF3K}}
| Bindet an 40S, ermöglicht Bindung von eIF-1/2, stimuliert Initiator-tRNA-Bindung und 5'-Cap-Erkennung; erleichtert schlussendlich Auftrennung des Gesamtkomplexes, damit 60S andocken kann.
|-
| rowspan="3" | '''eIF-4F'''
| ''[[DEAD-Box-Helikasen]], [[RNA-Helikase EIF4A|eIF4A-Familie]]''
| {{HGNC||EIF4A1}}, {{HGNC||EIF4A2}}
| rowspan="3" | Erkennt Cap-Struktur, ermöglicht mRNA-Bindung an Ribosom, entwindet mRNA.
|-
| ''eIF-4E''
| {{HGNC||EIF4E}}, {{HGNC||EIF4E1B}}, {{HGNC||EIF4E2}}, {{HGNC||EIF4E3}}
|-
| ''eIF-4G''
| {{HGNC||EIF4G1}}, {{HGNC||EIF4G2}}, {{HGNC||EIF4G3}}
|-
| || ''eIF-6''
| {{HGNC||EIF6}}
| Bindet an 60S und verhindert deren Andocken an 40S
|-
| || ''IF-2''
| {{HGNC||MTIF2}}, {{HGNC||EIF5B}}
| Initiationsfaktor in Mitochondrien; homolog zu prokaryotischen IF-2; erleichtert Bindung von Formylmethionin-tRNA
|-
| || ''IF-3''
| {{HGNC||MTIF3}}
| Initiationsfaktor in Mitochondrien; homolog zu prokaryotischen IF-3; erleichtert Dissoziation der 55S-Ribosomen
|}

== Literatur ==
* T. V. Pestova, V. G. Kolupaeva u. a.: ''Molecular mechanisms of translation initiation in eukaryotes.'' In: ''[[Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America]].'' Band 98, Nummer 13, Juni 2001, S. 7029–7036. {{DOI|10.1073/pnas.111145798}}. PMID 11416183. {{PMC|34618}}. (Review).
* K. Asano, L. Phan u. a.: ''A multifactor complex of eIF1, eIF2, eIF3, eIF5, and tRNA(i)Met promotes initiation complex assembly and couples GTP hydrolysis to AUG recognition.'' In: ''Cold Spring Harbor symposia on quantitative biology.'' Band 66, 2001, S. 403–415, {{ISSN|0091-7451}}. PMID 12762043. (Review).
* A. G. Hinnebusch: ''eIF3: a versatile scaffold for translation initiation complexes.'' In: ''[[Trends in biochemical sciences]].'' Band 31, Nummer 10, Oktober 2006, S. 553–562, {{ISSN|0968-0004}}. {{DOI|10.1016/j.tibs.2006.08.005}}. PMID 16920360. (Review).
* F. Saletta, Y. S. Rahmanto, D. R. Richardson: ''The translational regulator eIF3a: the tricky eIF3 subunit!'' In: ''[[Biochimica et biophysica acta]].'' Band 1806, Nummer 2, Dezember 2010, S. 275–286. {{DOI|10.1016/j.bbcan.2010.07.005}}. PMID 20647036. (Review).

== Einzelnachweise ==
<references/>

[[Kategorie:Proteingruppe]]
[[Kategorie:Proteinkomplex| Initiationsfaktoren]]
[[Kategorie:Genexpression]]

Initiationsfaktoren - Versionsgeschichte

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