Los factores de iniciación son proteínas que se unen a la pequeña subunidad del ribosoma durante el inicio de la traducción , una parte de la biosíntesis de proteínas . [1]
Los factores de iniciación pueden interactuar con los represores para ralentizar o prevenir la traducción. Tienen la capacidad de interactuar con activadores para ayudarlos a iniciar o aumentar la tasa de traducción. En las bacterias, simplemente se denominan IF (es decir, IF1, IF2 e IF3) y en eucariotas se conocen como eIF (es decir, eIF1 , eIF2 , eIF3 ). [1] El inicio de la traducción se describe a veces como un proceso de tres pasos mediante el cual los factores de inicio ayudan a llevar a cabo. Primero, el ARNt que lleva un aminoácido metionina se une al ribosoma pequeño, luego se une al ARNm y finalmente se une al ribosoma grande. Los factores de iniciación que ayudan con este proceso tienen diferentes roles y estructuras.[2]
Tipos
Los factores de iniciación se dividen en tres grupos principales por dominios taxonómicos . Hay algunas homologías compartidas: [3]
InterPro | Bacteriano | Archaeal | Eucariota | Función común [3] |
---|---|---|---|---|
IPR006196 | IF-1 | aIF1A | eIF1A | diversos en todos los dominios [3] |
IPR015760 | IF-2 | aIF5B | eIF5B | diversos en todos los dominios [3] |
IPR001950 ( SUI1 ) | YciH ? | aIF1 | eIF1 | Unión de ARNm, fidelidad del codón de inicio [3] |
IPR001288 | IF-3 | - | - | fidelidad del codón de inicio [4] |
IPR001884 | EF-P | aIF5A | eIF5A | un factor de alargamiento [5] |
(tres subunidades) | - | aIF2 | eIF2 | se une al ARNt i Met [3] |
IPR002769 | - | aIF6 | eIF6 | mantiene dos subunidades ribosómicas disociadas al unirse a una subunidad grande [6] [3] |
Estructura y función
Se han conservado muchos dominios estructurales a través de la evolución, ya que los factores de iniciación procariotas comparten estructuras similares con los factores eucariotas. [2] El factor de iniciación procariota, IF3, ayuda con la especificidad del sitio de inicio, así como con la unión del ARNm. [2] [3] Esto es en comparación con el factor de iniciación eucariota, eIF1, que también realiza estas funciones. La estructura de elF1 es similar al dominio C-terminal de IF3, ya que cada uno de ellos contiene una hoja beta de cinco hebras contra dos hélices alfa. [2]
Los factores de iniciación procarióticos IF1 e IF2 también son homólogos de los factores de iniciación eucarióticos eIF1A y eIF5B . IF1 y eIF1A, que contienen ambos un pliegue OB, se unen al sitio A y ayudan en el ensamblaje de los complejos de iniciación en el codón de inicio . IF2 y eIF5B ayudan en la unión de las subunidades ribosómicas grandes y pequeñas. El factor eIF5B también contiene factores de alargamiento. El dominio IV de eIF5B está estrechamente relacionado con el dominio C-terminal de IF2, ya que ambos consisten en un barril beta. El elF5B también contiene un dominio de unión a GTP, que puede cambiar de un GTP activo a un GDP inactivo. Este interruptor ayuda a regular la afinidad del ribosoma por el factor de iniciación. [2]
Un factor de iniciación eucariota eIF3 juega un papel importante en la iniciación de la traducción. Tiene una estructura compleja, compuesta por 13 subunidades. Ayuda a crear el complejo de preiniciación 43S , compuesto por la pequeña subunidad 40S unida a otros factores de iniciación. También ayuda a crear el complejo de preiniciación 48S, que consiste en el complejo 43S con el ARNm. El factor eIF3 también se puede utilizar después de la traducción para separar el complejo ribosómico y mantener separadas las subunidades pequeñas y grandes. El factor de iniciación interactúa con los factores eIF1 y eIF5 usados para escanear y seleccionar los codones de inicio. Esto puede crear cambios en la selección de los factores, uniéndose a diferentes codones. [7]
Otro factor de iniciación eucariota importante, eIF2 , une el ARNt que contiene metionina al sitio P del ribosoma pequeño. El sitio P es donde el ARNt que lleva un aminoácido forma un enlace peptídico con los aminoácidos entrantes y lleva la cadena peptídica. El factor consta de una subunidad alfa, beta y gamma. La subunidad gamma eIF2 se caracteriza por un dominio de unión a GTP y pliegues de barril beta. Se une al ARNt a través de GTP. Una vez que el factor de iniciación ayuda al ARNt a unirse, el GTP se hidroliza y se libera el eIF2. La subunidad beta de eIF2 se identifica por su dedo Zn. La subunidad alfa de eIF2 se caracteriza por un dominio de pliegues OB y dos cadenas beta. Esta subunidad ayuda a regular la traducción, ya que se fosforila para inhibir la síntesis de proteínas. [2]
El complejo eIF4F apoya el proceso de iniciación de la traducción dependiente de la capa y está compuesto por los factores de iniciación eIF4A , eIF4E y eIF4G . El extremo superior del ARNm, que es el extremo 5 ', se lleva al complejo donde el complejo ribosómico 43S puede unirse y escanear el ARNm en busca del codón de inicio. Durante este proceso, la subunidad ribosómica 60S se une y se forma el gran complejo ribosómico 80S. El eIF4G juega un papel importante, ya que interactúa con la proteína de unión a poliA, atrayendo el ARNm. El eIF4E luego se une a la tapa del ARNm y la subunidad ribosómica pequeña se une al eIF4G para comenzar el proceso de creación del complejo ribosómico 80S. El eIF4A trabaja para que este proceso sea más exitoso, ya que es una helicasa de caja MUERTA. Permite el desenrollado de las regiones no traducidas del ARNm para permitir la unión y el escaneo de los ribosomas. [8]
En cáncer
En las células cancerosas, los factores de iniciación ayudan en la transformación celular y el desarrollo de tumores. La supervivencia y el crecimiento del cáncer están directamente relacionados con la modificación de los factores de iniciación y se utilizan como diana de los productos farmacéuticos. Las células necesitan más energía cuando son cancerosas y obtienen esta energía de las proteínas. La sobreexpresión de los factores de iniciación se correlaciona con los cánceres, ya que aumentan la síntesis de proteínas para las proteínas necesarias en los cánceres. Algunos factores de iniciación, como eIF4E, son importantes en la síntesis de proteínas específicas necesarias para la proliferación y supervivencia del cáncer. [9] La selección cuidadosa de proteínas asegura que se sinteticen proteínas que generalmente tienen una traducción limitada y solo las proteínas necesarias para el crecimiento de las células cancerosas. Esto incluye proteínas involucradas en el crecimiento, la malignidad y la angiogénesis. [7] El factor eIF4E, junto con eIF4A y eIF4G, también desempeñan un papel en la transición de las células cancerosas benignas a metastásicas . [9]
El factor de iniciación más grande, eIF3 , es otro factor de iniciación significativo en los cánceres humanos. Debido a su papel en la creación del complejo de preiniciación 43S , ayuda a unir la subunidad ribosómica al ARNm. El factor de iniciación se ha relacionado con los cánceres a través de la sobreexpresión. Por ejemplo, una de las trece proteínas eIF3, eIF3c, interactúa con las proteínas utilizadas en la supresión de tumores y las reprime. Se ha demostrado que la expresión limitada de ciertas proteínas eIF3, como eIF3a y eIF3d, disminuye el crecimiento vigoroso de las células cancerosas. [9] La sobreexpresión de eIF3a se ha relacionado con cánceres de mama, pulmón, cuello uterino, esófago, estómago y colon. Es frecuente durante las primeras etapas de la oncogénesis y probablemente traduce selectivamente las proteínas necesarias para la proliferación celular. [7] Cuando se suprime eIF3a, se ha demostrado que disminuye la malignidad del cáncer de mama y de pulmón, muy probablemente debido a su papel en el crecimiento tumoral. [9]
Referencias
- ↑ a b Cox MM, Doudna JA, O'Donnell M (2012). Biología molecular: principios y práctica . Nueva York, NY: WH Freeman and Co. ISBN 978-0-7167-7998-8. OCLC 814245170 .
- ^ a b c d e f Sonenberg N, Dever TE (febrero de 2003). "Reguladores y factores de iniciación de la traducción eucariotas". Opinión actual en biología estructural . 13 (1): 56–63. doi : 10.1016 / S0959-440X (03) 00009-5 . PMID 12581660 .
- ^ a b c d e f g h Benelli D, Londei P (enero de 2011). "Iniciación de la traducción en Archaea: características conservadas y específicas del dominio". Transacciones de la sociedad bioquímica . 39 (1): 89–93. doi : 10.1042 / BST0390089 . PMID 21265752 .
- ^ Hussain T, Llácer JL, Wimberly BT, Kieft JS, Ramakrishnan V (septiembre de 2016). "Movimientos a gran escala de IF3 y tRNA durante la iniciación de la traducción bacteriana" . Celular . 167 (1): 133-144.e13. doi : 10.1016 / j.cell.2016.08.074 . PMC 5037330 . PMID 27662086 .
- ^ Rossi D, Kuroshu R, Zanelli CF, Valentini SR (2013). "eIF5A y EF-P: dos factores de traducción únicos viajan ahora por el mismo camino". Revisiones interdisciplinarias de Wiley. ARN . 5 (2): 209-22. doi : 10.1002 / wrna.1211 . PMID 24402910 .
- ^ Brina D, Grosso S, Miluzio A, Biffo S (octubre de 2011). "Control traslacional por formación de 80S y disponibilidad de 60S: el papel central de eIF6, un factor limitante de velocidad en la progresión del ciclo celular y la tumorigénesis" . Ciclo celular . 10 (20): 3441–6. doi : 10.4161 / cc.10.20.17796 . PMID 22031223 .
- ^ a b c Dong Z, Zhang JT (septiembre de 2006). "Factor de iniciación eIF3 y regulación de la traducción de ARNm, crecimiento celular y cáncer". Revisiones críticas en oncología / hematología . 59 (3): 169–80. doi : 10.1016 / j.critrevonc.2006.03.005 . PMID 16829125 .
- ^ Montero H, Pérez-Gil G, Sampieri CL (junio de 2019). "Factor de iniciación eucariota 4A (eIF4A) durante infecciones virales" . Genes de virus . 55 (3): 267–273. doi : 10.1007 / s11262-019-01641-7 . PMC 7088766 . PMID 30796742 .
- ^ a b c d de la Parra C, Walters BA, Geter P, Schneider RJ (febrero de 2018). "Factores de iniciación de la traducción y su relevancia en el cáncer" . Opinión Actual en Genética y Desarrollo . 48 : 82–88. doi : 10.1016 / j.gde.2017.11.001 . PMC 7269109 . PMID 29153484 .
enlaces externos
- Iniciación + Factor en los títulos de materias médicas (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
Ver también
- Ribosoma
- Traducción eucariota
- Factor de iniciación eucariota