Factor de liberación - Release factor

Un factor de liberación es una proteína que permite la terminación de la traducción al reconocer el codón de terminación o el codón de terminación en una secuencia de ARNm . Se llaman así porque liberan nuevos péptidos del ribosoma.

Fondo

Durante la traducción de ARNm, la mayoría de los codones son reconocidos por moléculas de ARNt "cargadas" , llamadas aminoacil-ARNt porque están adheridas a aminoácidos específicos correspondientes a cada anticodón de ARNt . En el código genético estándar , hay tres codones de terminación de ARNm: UAG ("ámbar"), UAA ("ocre") y UGA ("ópalo" o "umber"). Aunque estos codones de terminación son tripletes al igual que los codones ordinarios, los ARNt no los decodifican. Mario Capecchi descubrió en 1967 que, en cambio, los ARNt normalmente no reconocen codones de terminación en absoluto, y que lo que llamó "factor de liberación" no era una molécula de ARNt sino una proteína. Posteriormente, se demostró que diferentes factores de liberación reconocen diferentes codones de parada.

Clasificación

Hay dos clases de factores de liberación. Los factores de liberación de clase 1 reconocen los codones de terminación; se unen al sitio A del ribosoma de una manera que imita al del ARNt , liberando el nuevo polipéptido a medida que desmonta el ribosoma. Los factores de liberación de clase 2 son GTPasas que mejoran la actividad de los factores de liberación de clase 1. Ayuda a la RF de clase 1 a disociarse del ribosoma.

Los factores de liberación bacteriana incluyen RF1, RF2 y RF3 (o PrfA, PrfB, PrfC en la nomenclatura génica del "factor de liberación de péptidos"). RF1 y RF2 son RF de clase 1: RF1 reconoce UAA y UAG mientras que RF2 reconoce UAA y UGA. RF3 es el factor de liberación de clase 2. Los factores de liberación eucariotas y arqueales se denominan de manera análoga, con el nombre cambiado a "eRF" para "factor de liberación eucariota" y viceversa. a / eRF1 puede reconocer los tres codones de parada, mientras que eRF3 (las arqueas usan aEF-1α en su lugar) funciona igual que RF3.

Se cree que los factores de liberación bacterianos y arqueoeucariotas han evolucionado por separado. Los dos grupos de factores de clase 1 no muestran homología secuencial ni estructural entre sí. La homología en la clase 2 se limita al hecho de que ambas son GTPasas . Se cree que (b) RF3 evolucionó a partir de EF-G mientras que eRF3 evolucionó a partir de eEF1α .

De acuerdo con su origen simbiótico, las mitocondrias y plastidios eucariotas utilizan factores de liberación de clase I de tipo bacteriano. En abril de 2019, no se pueden encontrar informes definitivos de un factor de liberación de organelos de clase II.

Genes humanos

• RF1 (mitocondrial): MTRF1 , MTRF1L , MRPL58 (ICT1), MTRFR (C12orf65)
• eRF1: ETF1
• eRF3: GSPT1 , GSPT2

Estructura y función

Se han resuelto las estructuras cristalinas para el ribosoma 70S bacteriano unido a cada uno de los tres factores de liberación, revelando detalles en el reconocimiento de codones por RF1 / 2 y la rotación de RF3 similar a EF-G. Se han obtenido estructuras crio-EM para el ribosoma 80S mamalliano eucariota unido a eRF1 y / o eRF3, proporcionando una visión de los reordenamientos estructurales causados ​​por los factores. Ajustar las imágenes EM a estructuras cristalinas previamente conocidas de partes individuales proporciona identificación y una vista más detallada del proceso.

En ambos sistemas, el RF3 de clase II (e) se une al sitio GTPasa universal en el ribosoma, mientras que los RF de clase I ocupan el sitio A.

Bacteriano

Los factores de liberación bacterianos de clase 1 se pueden dividir en cuatro dominios. Los dominios de importación catalítica son:

• El motivo "tripéptido anticodón" en el dominio 2, P[AV]Ten RF1 y SPFen RF2. En realidad, solo un residuo participa en el reconocimiento del codón de terminación mediante enlaces de hidrógeno.
• El motivo GGQ en el dominio 3, crítico para la actividad peptidil-tRNA hidrolasa (PTH).

Como RF1 / 2 se encuentra en el sitio A del ribosoma, los dominios 2, 3 y 4 ocupan el espacio en el que se cargan los ARNt durante el alargamiento. El reconocimiento del codón de parada activa el RF, enviando el motivo GGQ al centro de la peptidil transferasa (PTC) junto al extremo 3 'del ARNt del sitio P. Por hidrólisis del peptidil-tRNA, el péptido se suelta y se libera. Todavía se necesita RF3 para liberar RF1 / 2 de este complejo de terminación de traducción.

Después de liberar el péptido, todavía se requiere el reciclaje ribosómico para vaciar el ARNt y el ARNm del sitio P y hacer que el ribosoma vuelva a ser utilizable. Esto se hace dividiendo el ribosoma con factores como IF1 - IF3 o RRF - EF-G .

Eucariotas y arqueas

eRF1 se puede dividir en cuatro dominios: N-terminal (N), Medio (M), C-terminal (C), más un minidominio:

• El dominio N es responsable del reconocimiento del codón de parada. Los motivos incluyen TASNIKSy YxCxxxF.
• Un motivo GGQ en el dominio M es crítico para la actividad peptidil-tRNA hidrolasa (PTH).

A diferencia de la versión bacteriana, eRF1-eRF3-GTP se une en un GRFTLRDsubcomplejo , a través de un motivo en RF3. El reconocimiento del codón de parada hace que eRF3 hidrolice el GTP, y el movimiento resultante coloca el GGQ en el PTC para permitir la hidrólisis. El movimiento también provoca un movimiento de + 2 nt de la huella del complejo de pre-terminación. El complejo arqueal aRF1-EF1α-GTP es similar. El mecanismo de activación es similar al de aa-tRNA - EF-Tu –GTP.

Un sistema homólogo es Dom34 / Pelota - Hbs1 , un sistema eucariota que rompe los ribosomas estancados. No tiene GGQ. El reciclaje y la ruptura están mediados por ABCE1 .

Referencias

enlaces externos

• Terminación + Liberación + Factor en los encabezados de temas médicos (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .