Eukaryotic translation
યુકેરીયોટિક અનુવાદ એ જૈવિક પ્રક્રિયા છે જેના દ્વારા મેસેન્જર આરએનએ યુકેરીયોટ્સમાં પ્રોટીનમાં અનુવાદિત થાય છે. તેમાં ચાર તબક્કાઓનો સમાવેશ થાય છેઃ દીક્ષા, વિસ્તરણ, સમાપ્તિ અને પુનરાવર્તન. પ્રારંભિક અનુવાદની શરૂઆત એ પ્રક્રિયા છે જેના દ્વારા રાઇબોઝોમ અને તેના સંકળાયેલ પરિબળો એમ. આર. એન. એ. સાથે જોડાય છે અને શરૂઆતના કોડન પર ભેગા થાય છે. આ પ્રક્રિયાને કેપ-ડિપેન્ડન્ટ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે, જેમાં રાઇબોઝોમ શરૂઆતમાં 5 'કેપ પર જોડાય છે અને પછી સ્ટોપ કોડન સુધી જાય છે, અથવા કેપ-ઇન્ડિપેન્ડન્ટ તરીકે, જ્યાં રાઇબોઝોમ શરૂઆતમાં 5' કેપને બાંધતું નથી. અનુવાદની પ્રારંભમાં સામાન્ય રીતે ચોક્કસ મુખ્ય પ્રોટીનની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા, પ્રારંભિક પરિબળો, એમ. આર. એન. એ. પરમાણુના 5 '-અંત, 5' કેપ, તેમજ 5 'યુ. ટી. આર. સાથે બંધાયેલ વિશેષ ટેગનો સમાવેશ થાય છે. આ પ્રોટીન નાના (40S) રિબોસોમલ પેટા એકમને બાંધે છે અને mRNA ને સ્થાને રાખે છે. ઇઆઇએફ3 40એસ રાઇબોસોમલ સબયૂનિટ સાથે સંકળાયેલું છે અને મોટા (60એસ) રાઇબોસોમલ સબયૂનિટને અકાળે બંધનકર્તા રાખવામાં ભૂમિકા ભજવે છે. ઇઆઇએફ3 ઇઆઇએફ4એફ સંકુલ સાથે પણ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, જેમાં અન્ય ત્રણ પ્રારંભિક પરિબળોનો સમાવેશ થાય છેઃ ઇઆઇએફ4એ, ઇઆઇએફ4ઇ અને ઇઆઇએફ4જી. ઇઆઇએફ4જી એ સ્કેફોલ્ડિંગ પ્રોટીન છે જે ઇઆઇએફ3 અને અન્ય બે ઘટકો બંને સાથે સીધો સંબંધ ધરાવે છે. EIF4E એ કેપ-બંધનકર્તા પ્રોટીન છે. EIF4E દ્વારા કેપનું બંધન ઘણીવાર કેપ-આધારિત પ્રારંભનું દર-મર્યાદિત પગલું માનવામાં આવે છે, અને EIF4E ની સાંદ્રતા એ અનુવાદાત્મક નિયંત્રણનું નિયમનકારી જોડાણ છે. કેટલાક વાયરસ EIF4G ના એક ભાગને તોડી નાખે છે જે EIF4E ને જોડે છે, આમ વાયરલ (કેપ-સ્વતંત્ર) સંદેશાઓની તરફેણમાં યજમાન મશીનરીને હાઇજેક કરવા માટે કેપ-આધારિત અનુવાદને અટકાવે છે. ઇઆઇએફ4એ એ એટીપી-આધારિત આરએનએ હેલિકેઝ છે જે એમઆરએનએ ટ્રાન્સક્રિપ્ટ સાથે રચાયેલી અમુક ગૌણ રચનાઓને હલ કરીને રાઇબોઝોમને મદદ કરે છે. પોલી (એ)-બંધનકર્તા પ્રોટીન (પી. એ. બી. પી.) ઇ. આઇ. એફ. 4જી દ્વારા ઇ. આઇ. એફ. 4એફ સંકુલ સાથે પણ જોડાય છે, અને મોટાભાગના યુકેરીયોટિક એમ. આર. એન. એ. અણુઓની પોલી-એ પૂંછડીને જોડે છે. આ પ્રોટીનને અનુવાદ દરમિયાન એમ. આર. એન. એ. ના પરિપત્રકરણમાં ભૂમિકા ભજવવામાં સામેલ કરવામાં આવ્યું છે. આ 43S પ્રારંભિક સંકુલ (43S PIC) પ્રોટીન પરિબળો સાથે mRNA સાંકળ સાથે તેના 3 '-અંત તરફ આગળ વધે છે,' સ્કેનીંગ 'તરીકે ઓળખાતી પ્રક્રિયામાં, પ્રારંભિક કોડન (સામાન્ય રીતે AUG) સુધી પહોંચવા માટે. યુકેરીયોટ્સ અને આર્કિયામાં, સ્ટાર્ટ કોડન દ્વારા એન્કોડેડ એમિનો એસિડ મેથિઓનાઇન છે. મેટ-ચાર્જ્ડ ઇનિશિએટર ટી. આર. એન. એ. (મેટ-ટી. આર. એન. એ. આઈ. મેટ) ને યુકેરીયોટિક ઇનિશિએશન ફેક્ટર 2 (ઇ. આઇ. એફ. 2) દ્વારા નાના રિબોસોમલ સબયૂનિટના પી-સાઇટ પર લાવવામાં આવે છે. તે જી. ટી. પી. ને હાઇડ્રોલાઇઝ કરે છે, અને નાના રિબોસોમલ સબયૂનિટમાંથી કેટલાક પરિબળોના વિઘટન માટે સંકેત આપે છે, જે આખરે મોટા સબયૂનિટ (અથવા 60S સબયૂનિટ) ના જોડાણ તરફ દોરી જાય છે. સંપૂર્ણ રાઇબોઝોમ (80S) પછી અનુવાદ વિસ્તરણ શરૂ કરે છે. પ્રોટીન સંશ્લેષણનું નિયમન આંશિક રીતે ઇ. આઇ. એફ. 2 (α પેટા એકમ દ્વારા) ના ફોસ્ફોરાયલેશનથી પ્રભાવિત છે, જે ઇ. આઇ. એફ. 2-જી. ટી. પી.-મેટ-ટી. આર. એન. એ. આઈ. મેટ ત્રિમાસિક સંકુલ (ઇ. આઇ. એફ. 2-ટી. સી.) નો એક ભાગ છે. જ્યારે મોટી સંખ્યામાં ઇ. આઇ. એફ. 2 ફોસ્ફોરિલેટેડ હોય છે, ત્યારે પ્રોટીન સંશ્લેષણ અવરોધિત થાય છે. આ એમિનો એસિડ ભૂખમરો હેઠળ અથવા વાયરલ ચેપ પછી થાય છે. જો કે, આ દીક્ષા પરિબળનો એક નાનો ભાગ કુદરતી રીતે ફોસ્ફોરિલેટેડ છે. અન્ય નિયમનકાર 4ઇબીપી છે, જે દીક્ષા પરિબળ ઇઆઇએફ4ઇ સાથે જોડાય છે અને ઇઆઇએફ4જી સાથેની તેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને અટકાવે છે, આમ કેપ-આધારિત આરંભને અટકાવે છે. 4ઇ. બી. પી. ની અસરોનો વિરોધ કરવા માટે, વૃદ્ધિ પરિબળો ફોસ્ફોરાયલેટ 4ઇ. બી. પી., ઇ. આઇ. એફ. 4ઇ. માટે તેનું આકર્ષણ ઘટાડે છે અને પ્રોટીન સંશ્લેષણને મંજૂરી આપે છે. જ્યારે પ્રોટીન સંશ્લેષણ વૈશ્વિક સ્તરે મુખ્ય પ્રારંભિક પરિબળોની અભિવ્યક્તિ તેમજ રાઇબોસોમ્સની સંખ્યાને સંશોધિત કરીને નિયંત્રિત થાય છે, ત્યારે નિયમનકારી અનુક્રમ તત્વોની હાજરીને કારણે વ્યક્તિગત એમઆરએનએમાં વિવિધ અનુવાદ દર હોઈ શકે છે. આ યીસ્ટ અર્ધસૂત્રણ અને છોડમાં ઇથિલિન પ્રતિક્રિયા સહિત વિવિધ સેટિંગ્સમાં મહત્વપૂર્ણ હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું છે. વધુમાં, યીસ્ટ અને મનુષ્યોમાં તાજેતરના સંશોધનો સૂચવે છે કે સિસ-રેગ્યુલેટરી સિક્વન્સમાં ઉત્ક્રાંતિ વિષયક વિચલન અનુવાદ નિયમનને અસર કરી શકે છે. વધુમાં, ડી. એચ. એક્સ. 29 અને ડી. ઈ. ડી. 1/ડી. ડી. એક્સ. 3 જેવા આર. એન. એ. હેલિકેસ અનુવાદની શરૂઆતની પ્રક્રિયામાં ભાગ લઈ શકે છે, ખાસ કરીને માળખાગત 5 'યુ. ટી. આર. સાથે એમ. આર. એન. એ. માટે. કેપ-ઇન્ડિપેન્ડન્ટ દીક્ષા યુકેરીયોટ્સમાં કેપ-ઇન્ડિપેન્ડન્ટ ટ્રાન્સલેશન ઇનિશિએશનનું શ્રેષ્ઠ અભ્યાસ કરેલું ઉદાહરણ આંતરિક રાઇબોઝોમ એન્ટ્રી સાઇટ (આઇઆરઇએસ) નો ઉપયોગ કરે છે. કેપ-આધારિત અનુવાદથી વિપરીત, કેપ-સ્વતંત્ર અનુવાદને એમ. આર. એન. એ. ના 5 'અંતથી શરૂઆતના કોડન સુધી સ્કેનીંગ શરૂ કરવા માટે 5' કેપ 'ની જરૂર નથી. સમગ્ર 5 'યુ. ટી. આર. ને સ્કેન કરવાની જરૂરિયાતને અવગણીને રાઇબોઝોમ સીધા બંધનકર્તા, પ્રારંભિક પરિબળો અને/અથવા આઇ. ટી. એ. એફ. (આઇ. આર. ઇ. એસ. ટ્રાન્સ-એક્ટિંગ પરિબળો) દ્વારા પ્રારંભ સ્થળ પર સ્થાનિકીકરણ કરી શકે છે. અનુવાદની આ પદ્ધતિ એવી પરિસ્થિતિઓમાં મહત્વપૂર્ણ છે જેમાં સેલ્યુલર તણાવ દરમિયાન ચોક્કસ એમઆરએનએના અનુવાદની જરૂર પડે છે, જ્યારે એકંદર અનુવાદ ઘટાડવામાં આવે છે. ઉદાહરણોમાં એપોપ્ટોસિસ અને તણાવ-પ્રેરિત પ્રતિક્રિયાઓને પ્રતિભાવ આપતા પરિબળોનો સમાવેશ થાય છે. વિસ્તરણ યુકેરીયોટિક વિસ્તરણ પરિબળો પર આધાર રાખે છે. દીક્ષા તબક્કાના અંતે, એમ. આર. એન. એ. સ્થિત થયેલ છે જેથી પ્રોટીન સંશ્લેષણના વિસ્તરણ તબક્કા દરમિયાન આગામી કોડનનું ભાષાંતર કરી શકાય. આરંભકર્તા ટી. આર. એન. એ. રાઇબોસોમમાં પી સાઇટ પર કબજો કરે છે, અને એ સાઇટ એમિનોસિલ-ટી. આર. એન. એ. પ્રાપ્ત કરવા માટે તૈયાર છે. સાંકળ વિસ્તરણ દરમિયાન, દરેક વધારાના એમિનો એસિડને ત્રણ તબક્કાના માઇક્રોસાયકલમાં નવજાત પોલિપેપ્ટાઇડ સાંકળમાં ઉમેરવામાં આવે છે. આ સૂક્ષ્મચક્રના પગલાંઓ છે (1) ઇ. ઇ. એફ. 1 દ્વારા તે સ્થળે લાવવામાં આવેલા રાઇબોઝોમની એ સાઇટમાં સાચા એમિનોસિલ-ટી. આર. એન. એ. ને સ્થાન આપવું, (2) પેપ્ટાઇડ બોન્ડ બનાવવું, અને (3) ઇ. ઇ. એફ. 2 ની મદદથી રાઇબોઝોમના સંબંધમાં એક કોડન દ્વારા એમ. આર. એન. એ. ને સ્થાનાંતરિત કરવું. બેક્ટેરિયાથી વિપરીત, જેમાં એમ. આર. એન. એ. ના 5 'અંતના સંશ્લેષણની સાથે જ અનુવાદની શરૂઆત થાય છે, યુકેરીયોટ્સમાં, ટ્રાન્સક્રિપ્શન અને અનુવાદ વચ્ચે આવું ચુસ્ત જોડાણ શક્ય નથી કારણ કે ટ્રાન્સક્રિપ્શન અને અનુવાદ કોષના અલગ વિભાગો (ન્યુક્લિયસ અને કોષરસ) માં કરવામાં આવે છે. યુકેરીયોટિક એમ. આર. એન. એ. અગ્રદૂતને અનુવાદ માટે કોષરસમાં નિકાસ કરવામાં આવે તે પહેલાં રાઇબોસોમ્સમાં ન્યુક્લિયસ (દા. ત., કેપિંગ, પોલીએડેનાઈલેશન, સ્પ્લિસિંગ) માં પ્રક્રિયા કરવી આવશ્યક છે. અનુવાદને રિબોસોમલ થોભાવવાથી પણ અસર થઈ શકે છે, જે ટી. આર. એન. એ. ના એન્ડોન્યુક્લિયોલિટિક હુમલાને ટ્રિગર કરી શકે છે, જે પ્રક્રિયા એમ. આર. એન. એ. નો-ગો ડીકે તરીકે ઓળખાય છે. રિબોસોમલ થોભાવવાથી રિબોસોમ પર નવજાત પોલિપેપ્ટાઇડના સહ-અનુવાદાત્મક ફોલ્ડિંગમાં પણ મદદ મળે છે, અને જ્યારે તે ટી. આર. એન. એ. ને એન્કોડિંગ કરે છે ત્યારે પ્રોટીન ટ્રાન્સલેશનમાં વિલંબ થાય છે. આ રાઇબોસોમલ ફ્રેમશિફ્ટિંગને ટ્રિગર કરી શકે છે. વિસ્તરણની સમાપ્તિ યુકેરીયોટિક પ્રકાશન પરિબળો પર આધારિત છે. આ પ્રક્રિયા બેક્ટેરિયલ સમાપ્તિ જેવી જ છે, પરંતુ બેક્ટેરિયલ સમાપ્તિથી વિપરીત, એક સાર્વત્રિક પ્રકાશન પરિબળ, eRF1 છે, જે ત્રણેય સ્ટોપ કોડોન્સને ઓળખે છે. સમાપ્ત થયા પછી, રાઇબોઝોમને અલગ કરવામાં આવે છે અને પૂર્ણ થયેલ પોલિપેપ્ટાઇડ છોડવામાં આવે છે. ઇ. આર. એફ. 3 એ રાઇબોઝોમ-આધારિત જી. ટી. પીઝ છે જે ઇ. આર. એફ. 1 ને પૂર્ણ પોલિપેપ્ટાઇડ છોડવામાં મદદ કરે છે. માનવ જીનોમ કેટલાક જનીનોને એન્કોડ કરે છે જેમના એમઆરએનએ સ્ટોપ કોડન આશ્ચર્યજનક રીતે લીક થાય છેઃ આ જનીનોમાં, સ્ટોપ કોડનની નજીકમાં વિશેષ આરએનએ પાયાને કારણે અનુવાદની સમાપ્તિ બિનકાર્યક્ષમ છે. આ જનીનોમાં લીકી સમાપ્તિ આ જનીનોના 10 ટકા સ્ટોપ કોડોન્સના ટ્રાન્સલેશનલ રીડથ્રુ તરફ દોરી જાય છે. આમાંના કેટલાક જનીનો તેમના રીડથ્રુ એક્સ્ટેંશનમાં કાર્યાત્મક પ્રોટીન ડોમેન્સને એન્કોડ કરે છે જેથી નવા પ્રોટીન આઇસોફોર્મ્સ ઊભી થઈ શકે. આ પ્રક્રિયાને 'ફંક્શનલ ટ્રાન્સલેશનલ રીડથ્રુ' કહેવામાં આવી છે. અનુવાદનું નિયમન અને ફેરફાર એ કોષોમાં મુખ્ય ઊર્જા ગ્રાહકોમાંથી એક છે, તેથી તે સખત રીતે નિયંત્રિત થાય છે. અસંખ્ય પદ્ધતિઓ વિકસિત થઈ છે જે યુકેરીયોટ્સ તેમજ પ્રોકેરીયોટ્સમાં અનુવાદને નિયંત્રિત અને નિયંત્રિત કરે છે. અનુવાદનું નિયમન પ્રોટીન સંશ્લેષણના વૈશ્વિક દરને અસર કરી શકે છે જે કોષની ચયાપચય અને પ્રસારની સ્થિતિ સાથે નજીકથી જોડાયેલ છે. આ જટિલ પ્રક્રિયામાં વધુ ઊંડાણપૂર્વક જવા માટે, વૈજ્ઞાનિકો સામાન્ય રીતે રિબોસોમ પ્રોફાઇલિંગ તરીકે ઓળખાતી તકનીકનો ઉપયોગ કરે છે. આ પદ્ધતિ સંશોધકોને ટ્રાન્સલેટોમનો સ્નેપશોટ લેવા માટે સક્ષમ બનાવે છે, જે દર્શાવે છે કે એમઆરએનએના કયા ભાગો આપેલ સમયે રિબોસોમ્સ દ્વારા પ્રોટીનમાં અનુવાદિત થઈ રહ્યા છે. રાઇબોસોમ પ્રોફાઇલિંગ અનુવાદ ગતિશીલતામાં મૂલ્યવાન આંતરદૃષ્ટિ પ્રદાન કરે છે, જે જનીન ક્રમ, એમઆરએનએ માળખું અને અનુવાદ નિયમન વચ્ચેની જટિલ આંતરક્રિયાને છતી કરે છે. આ ખ્યાલ પર વિસ્તરણ કરતા, વધુ તાજેતરનો વિકાસ સિંગલ-સેલ રાઇબોઝોમ પ્રોફાઇલિંગ છે, જે એક એવી તકનીક છે જે આપણને વ્યક્તિગત કોષોના રિઝોલ્યુશન પર અનુવાદ પ્રક્રિયાનો અભ્યાસ કરવાની મંજૂરી આપે છે. સિંગલ-સેલ રાઇબોઝોમ પ્રોફાઇલિંગમાં કોષોની વિજાતીય પ્રકૃતિ પર પ્રકાશ પાડવાની ક્ષમતા છે, જે અનુવાદ નિયમન કોષના વર્તન, ચયાપચયની સ્થિતિ અને વિવિધ ઉત્તેજનાઓ અથવા પરિસ્થિતિઓ પ્રત્યે પ્રતિભાવને કેવી રીતે અસર કરી શકે છે તેની વધુ સૂક્ષ્મ સમજ તરફ દોરી જાય છે. એમિનો એસિડ અવેજી કેટલાક કોષોમાં ચોક્કસ એમિનો એસિડ ક્ષીણ થઈ શકે છે અને આમ અનુવાદ કાર્યક્ષમતાને અસર કરે છે. દાખલા તરીકે, સક્રિય ટી કોષો ઇન્ટરફેરોન-જીએ સ્રાવ કરે છે જે ઇન્ડોલામાઇન 2,3-ડાયઓક્સિજનેઝ 1 (આઇડીઓ 1) એન્ઝાઇમને નિયમન કરીને ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર ટ્રિપ્ટોફનની અછતને ઉત્તેજિત કરે છે. આશ્ચર્યજનક રીતે, ટ્રિપ્ટોફનમાં ઘટાડો હોવા છતાં, ટ્રિપ્ટોફન કોડોન્સમાં ઇન-ફ્રેમ પ્રોટીન સંશ્લેષણ ચાલુ રહે છે. આ ટ્રિપ્ટોફેનને બદલે ફેનાઇલાલેનાઇનનો સમાવેશ કરીને પ્રાપ્ત થાય છે. પરિણામી પેપ્ટાઇડ્સને W> F "અવેજી" કહેવામાં આવે છે. આવા ડબલ્યુ> એફ અવેજી ચોક્કસ કેન્સરના પ્રકારોમાં વિપુલ પ્રમાણમાં હોય છે અને તે વધેલા આઇડીઓ1 અભિવ્યક્તિ સાથે સંકળાયેલા છે. કાર્યાત્મક રીતે, W> F અવેજી પ્રોટીનની પ્રવૃત્તિને નબળી પાડી શકે છે. 40S 60S 80S યુકેરીયોટિક દીક્ષા પરિબળ યુકેરીયોટિક વિસ્તરણ પરિબળો યુકેરીયોટિક પ્રકાશન પરિબળો સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ wku.edu એનિમેશન પર nobelprize.org મોલેક્યુલર બાયોલોજી પ્રોટીન બાયોસિંથેસિસ જીન અભિવ્યક્તિ યુકેરીયોટ આનુવંશિકતા