Translace – znovu a od začátku?

Translace patří k těm několika málo důvěrně známým procesům molekulární genetiky, o kterých se musí alespoň zmínit každý středoškolský učitel biologie. Za dlouhá desetiletí výzkumu jsme o ní nashromáždili takové množství poznatků, až by se zdálo, že nás už jen tak něco nemůže překvapit…

Jak může odrecitovat leckterý maturant, translace značí „překlad“ sekvence nukleotidů z mRNA do pořadí aminokyselin v nově vznikající bílkovině. Děje se tak na ribozomech a jednotlivé aminokyseliny jsou přinášeny navázané na transferových RNA (tRNA). Pro důslednou regulaci celého procesu je klíčové jeho zahájení – iniciace translace. Začátek každého proteinu je na mRNA vyznačen trojicí nukleotidů AUG (start kodon), která zároveň kóduje aminokyselinu methionin.

Jak ukazuje obrázek, v prvním kroku zvláštní iniciační tRNA nesoucí methionin (tRNA_i^Met) napojená na malou podjednotku ribozomu projíždí mRNA od jejího 5´-konce, než se zasekne na AUG kodonu. Tato iniciační transferová RNA se s kodonem páruje. Počká na nasednutí velké podjednotky ribozomu a poté se rozjede vlastní translace. Ribozom postupuje vždy po třínukleotidových úsecích a na základě párování dalších (elongačních) tRNA zařazuje nové aminokyseliny. Nakonec dorazí až ke kodonu, k němuž nepáruje žádná tRNA (stop kodon). Vzniklý protein se poté uvolní, ribozom sklouzne z mRNA a translace může eventuálně začít znova.

Známe dokonce celou skupinu proteinů (translačních faktorů), které se na těchto procesech podílejí. Víme např., že pro spojení tRNA_i^Met s malou podjednotkou je nezbytný eukaryotický iniciační faktor 2 (eIF2). Další (elongační) tRNA je pak k ribozomu dopravována pomocí eukaryotického elonfačního faktoru 1α (eEF1A).

Tolik teorie. Vždycky to tak ale nefunguje. Přiznejme, že byly popsány četné odchylky od takového schématu. AUG není jediný možný start kodon. Když se např. prováděly pokusy s mutací AUG kodonu u savčího genu pro dihydrofolát reduktázu, ukázalo se, že sedm z devíti možných jednonukleotidových záměn (CUG, GUG, UUG, ACG…) může v buňkách nadále spouštět translaci, a tedy plně nahradit start kodon. Všechny výsledné proteiny však začínaly methioninem, což ukazuje, že se ve všech případech na iniciaci podílela standardní tRNA_i^Met, byť nepárovala s mutovaným kodonem dokonale. Iniciační aparát zůstal nezměněn.