Eine interne Ribosomeneintrittsstelle, abgekürzt IRES eine Nukleotidsequenz ist, die für die Translationsinitiation als Teil des größeren Prozess der Proteinsynthese kann in der Mitte eines Messenger-RNA-Sequenz. Üblicherweise wird bei Eukaryonten Übersetzung kann nur am 5'eingeleitet 'Ende des mRNA-Moleküls, da 5'-Cap-Erkennung wird zum Verbinden des Initiationskomplexes benötigt. Der Standort für diese Seiten ist oft in der 5'-UTR.

Geschichte

Diese Sequenzen wurden erstmals im Jahr 1988 in der Poliovirus-RNA und Encephalomyocarditisvirus RNA in den Labors von Nahum Sonenberg und Eckard Wimmer entdeckt sind. Sie werden als unterschiedliche Regionen von RNA-Molekülen, die in der Lage, die den eukaryotischen Ribosomen an die mRNA-Molekül zu gewinnen, und daher ermöglicht die Translationsinitiation auftritt, beschrieben. Dieser Prozess wurde als die interne Initiation der Translation bekannt. Es wurde vermutet, dass IRES-Elemente haben eine ausgeprägte sekundäre oder tertiäre Struktur, aber ähnliche strukturelle Merkmale auf der Ebene der Primär- oder Sekundärstruktur, die üblich sind, um alle IRES Segmenten bisher nicht berichtet worden.

Krebs: 5'-UTR von Laminin-B1 Häfen IRES zwischen -293 und Position -1 stromaufwärts des Startcodons.

Ort

Es ist üblich, dass IRES in der 5'UTR von RNA-Viren befinden und ermöglichen Translation der RNA in einer cap-unabhängigen Weise. , MRNAs von Viren aus Dicistroviridae Familie besitzen jedoch zwei ORFs, Übersetzung der beide durch zwei verschiedene IRESs gerichtet. Es wurde später vorgeschlagen, dass einige Säugetier mRNAs haben auch IRES. Mehreren zellulären IRES-Elemente sind gedacht, um in eukaryotischen mRNAs Gene in Stress Überleben involviert, und anderen Prozessen überlebenswichtig kodiert befinden. Ab September 2009 gibt es 60 Tier- und Pflanzenviren 8 berichtet, dass IRES Segmente und 115 mRNA-Sequenzen, die diese enthalten, sowie enthalten.

Aktivierung

IRES werden oft von Viren als Mittel verwendet, um sicherzustellen, dass die virale Übersetzung während Zeitperioden aktiv, wenn Hostübersetzung verhindert wird. Diese Mechanismen der Hostübersetzung Inhibierung variiert werden, und kann sowohl von Virus und Wirt eingeleitet werden, je nach Virustyp in Frage. Jedoch in dem Fall der meisten Picornaviren, dies wird durch die virale Protease spalten eIF-4G, so dass sie nicht mit eIF-4E in Wechselwirkung erfolgen. Interaktion zwischen diesen beiden Initiationsfaktoren notwendig für mRNA 5'cap Schleifenbildung, die in der Regel ist eine notwendige Ereignis für die Initiation der Translation-A-Schwanz 3'poly. Das Virus kann sogar die eIF-4G in die Einleitung IRES-vermittelte Übersetzung helfen.

Die Zelle kann auch verwenden, um IRES Übersetzung bestimmter Proteine ​​während der Mitose und den programmierten Zelltod zu erhöhen. In der Mitose, die Zelle dephosphoryliert eIF-4E, so daß sie eine geringe Affinität für die 5'cap hat. Als Ergebnis wird die pre-mRNA Initiationsschleife nicht gebildet, und der Translationsmechanismus ist, der IRES in der mRNA abgeleitet. Viele Proteine ​​in der Mitose beteiligt werden von IRES mRNA codiert. In den programmierten Zelltod, Spaltung von eIF-4G, wie beispielsweise durch Viren durchgeführt wird, verringert Übersetzung. Mangel an essentiellen Proteinen trägt zum Tod der Zelle, wie auch Übersetzung von IRES mRNA-Sequenzen codierende Proteine ​​in Steuern Zelltod beteiligt.

Mechanismus

Der Mechanismus der viralen IRES-Funktion ist bis heute besser charakterisiert als der Mechanismus der zellulären IRES-Funktion, für die kein klares Verfahren wurden bisher noch vorgeschlagen. Hepatitis-C-Virus-verwandte IRESs direkt binden 40S ribosomalen Untereinheit in einer Weise, dass ihre Initiator-Codons in ribosomalen P-Stelle ohne mRNA Abtasten befindet. Diese IRESs nicht eukaryontischen Initiationsfaktoren erfordern eIF1, 1A, 4A, 4B und 4E. Picornavirus-IRES nicht 40S anziehen direkt, sondern durch hochaffine eIF4G-Bindungsstelle. Darüber hinaus sind viele virale IRES zusätzliche Proteine ​​in ihrer Funktion als IRES trans-wirkende Faktoren bekannt vermitteln. Die Rolle ITAFs in IRES-Funktion ist derzeit Gegenstand intensiver Forschung.

Erprobung

Testen einer bestimmten RNA-Sequenz für IRES-Aktivität beruht auf einer bicistronischen Reporterkonstrukt. Wenn ein IRES-Segment zwischen offenen Leserahmen zwei Reporter in einer eukaryotischen mRNA-Moleküls befindet, kann sie Translation des stromabwärts Protein-codierenden Bereich unabhängig von der 5'-Cap-Struktur am 5'-Ende der mRNA-Molekül gebunden zu fahren. In einem solchen Aufbau werden beide Proteine ​​in der Zelle produziert. Der erste Reporter-Protein in der ersten Cistrons liegt der CAP-abhängigen Initiation Ansatzes synthetisiert, während die Translationsinitiation des zweiten Proteins wird durch die IRES-Segment im intercistronischen Spacer-Region zwischen den beiden Reporterprotein codierende Regionen gerichtet ist. Allerdings gibt es einige Fallstricke zu beachten bei der Interpretation der Daten mit bicistronischen Reporterkonstrukte hergestellt werden. Zum Beispiel gibt es mehrere bekannte Fälle von Fehl berichtet IRES Segmente, die später als Promotor enthaltenden Bereiche erkannt wurden. In jüngerer Zeit Spleißakzeptorstellen innerhalb mehrerer vermutet IRES Segmenten gezeigt worden, zum scheinbaren IRES-Funktion in bicistronischen Reporter-Assays verantwortlich.

Typen