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Mechanismen eukaryontischer TranslationCap-abhängige InitiationIRES-Elemente und cap-unabhängige InitiationVirale Strategien zur Modulation der TranslationTranslationsinhibition als zellulärer Abwehrmechanismus,virale Verteidigungsmechanismen
Aufbau eukaryontischer mRNA
ORF AAAAAAUG stopcap5‘UTR 3‘UTR
5‘cap: Bindung von InitiationsfaktorenKurze 5‘UTR (50-100 nt)Monocistronisch: ein ORF3‘UTR, PolyA
Prokaryontische mRNA: polycistronisch
SDSDSD
Virale Translationsstrategien
Viren nutzen den kompletten Translationsapparat der Wirtszelle
ABER
Kodierungskapazität muss möglichst effizient genutzt werden
In Poliovirus-infizierten Zellen wird die zelluläre, Cap-abhängige Translation vollständig abgeschaltetPoliovirus RNA wird weiterhin effizient translatiert
IRES-abhängige TranslationIRES-tragende RNA nutzen ebenfalls Translationsinitiations-faktoren:
Typ 1/2 IRES: eIF2, eIF1/3, eIF4A, eIF4B(Picorna) Kein eIF4E (kein Cap!)
eIF4G oder Spaltprodukt
Typ 3 IRES: eIF2, eIF3(HCV) Kein eIF4A/4B/4E/4G
Darüber hinaus gibt es spezifische IRES-Bindungsfaktoren,die vermutlich modulierend wirken (RNA-Chaperone):
La: Regulator von Pol IIIPTB: Poly-Y-Trakt BindungsproteinPCBP: Poly-C Bindungsprotein
Ein Primärtranskript mehrere TranslationsprodukteGenetische Ökonomie
AAAA
Polyprotein
Initiation an verschiedenen Startcodons:•Reinitiation
•leaky scanning•Internal ribosomal entry
•Ribosomal shunting
Prozessierung
Überlesen vonStopcodonsLeseraster-
Wechsel•splicing
•RibosomalFrameshifting•RNA editing
Genomorganisation von Poliovirus und Prozessierung des Polyproteins zu den viralen Proteinen
Synthese aller Proteine als Polyprotein, Prozessierung durch 2 virale Proteasen2A: Trennung Struktur- und Nicht-Strukturproteine3C: Alle weiteren Prozessierungen
Genomorganisation und Polyprotein-Prozessierung von Flaviviren
Synthese aller Proteine als Polyprotein, Prozessierung durch zelluläre und virale Proteasen:Prozessierung der Strukturproteine: Signal-PeptidaseProzessierung der Nicht-Strukturproteine: NS3
Veränderung der mRNA Sequenz durch:Einfügen zusätzlicher Nukleotide (während der Transkription)Veränderung einzelner Basen in situ (posttranskriptionell)
mRNA Sequenz korreliert nicht mit der kodierenden Sequenz im Genom
Führt zu:LeserasterwechselC-terminale Extension (stop > Aminosäure)Änderung der Aminosäuresequenz
Modell des co-transkriptionellen RNA editing: Paramyxoviren
Masern-virus
Mumps-virus RNA-Pol pausiert an einem Übergang
Cn-Un im template
Der Pol-mRNA-Komplex verrutscht um 1-2 Basen entlang des templates(‚Stottern‘; vgl. PolyA-Synthese)
Dadurch werden zusätzliche Basen indas Transkript eingefügt
Die Stabilität der entstehenden RNA-Duplexe bestimmt, um wieviele BasenDie RNA-Pol verrutscht:Masernvirus: -1 BaseMumsvirus: -2 Basen
Maximale Nutzung einer RNA Sequenz zur Translationverschiedener Proteine: Sendai-Virus P/C/V Gen
Leaky scanning: Proteine C‘, P, CZunehmende Effizienz der Startcodons von 5‘ nach 3‘(ACG; AUG, Kontext; AUG Kontext
Ribosome shunting: Proteine Y1, Y2Expression dieser Proteine variiert in verschiedenen ZellinienRegulation des ‚ribosome shunting‘ durch zelluläre Faktoren???
RNA editing: Protein V, WEinfügen eines nicht im template enthaltenen Guanosins
Leserasterwechsel V-Protein
Maximale Nutzung einer RNA Sequenz zur Translationverschiedener Proteine: Sendai-Virus P/C/V Gen
Hemmung der Wirts-Proteinsynthese durch Stören der eIF4G-PABP Interaktion
Aneinanderlagerung beider Enden der mRNAInteraktion von eIF4G und PABP stimuliert die Translation
Rotavirus:Virales NSP3 bindet an eIF4G und blockiert Interaktion eIF4G:PABP
Inhibition der Translation zellulärer mRNARotavirus mRNA: cap, aber kein polyANSP3 bindet an das 3´Ende der viralen mRNAund ersetzt PABP in der Stimulierung der Translation viraler mRNA
Inhibierung der Translationsinitiation alszellulärer Abwehrmechanismus
Protein kinase, RNA activated (Pkr)
Phosphorylierung vonPkr-Substratenu.a. eIF2α> Block der Initiation
Virale dsRNAaktiviert Pkr
Interferoninduziert dieSythese von Pkr(und RNaseL)