Gibt es Proteine, die die mRNA:RNA-Polymerase oder den mRNA:Ribosomen-Komplex stabilisieren?

Aktinomyceten sind bekannt für ihre Fähigkeit, eine große Vielfalt an Naturprodukten und insbesondere Polyketide zu produzieren. Viele der Gene, die die Biosynthesewege codieren, sind ziemlich groß, da sie 20 kb erreichen können. Diese Bakterien verfügen höchstwahrscheinlich über einen Mechanismus, der eine effiziente Transkription und Translation dieser langen ORFs gewährleistet. Dies könnte auf zwei Arten erfolgen: entweder durch Stabilisieren des mRNA:RNA-Polymerase-Komplexes oder durch Stabilisieren des mRNA:Ribosomen-Komplexes. Hat jemand von euch von solchen Mechanismen bei Bakterien gehört?

Was lässt Sie glauben, dass dies so ist? Wo hast du es gelesen? Es gibt einen spezifischen Mechanismus für die Beendigung der Translation und die Freisetzung von Ribosomen-Untereinheiten. Ich kann mich irren, aber ich sehe keinen Grund, warum Ribosomen von langen mRNAs abfallen würden.
Ein Professor, mit dem ich auf einer Konferenz sprach, erwähnte es, also weiß ich, dass es sie gibt, ich weiß nur nicht, wie sie heißen. Und es macht auf jeden Fall Sinn, dass es sie gibt, da diese ORFs so lang sind.
Glauben Sie nicht alles, was Sie von Professoren hören. Und seien Sie nicht so bestimmt über Ihre logische Rechtschaffenheit. Benötigt die RNA-Polymerase zusätzliche Proteine, damit sie bei der Transkription längerer Gene nicht von der DNA abfällt?
Ich sage nicht, dass sie zu 100% existieren. Ich sage nur, dass es Sinn macht.
Für mich wirft es so viele Fragen auf, wie es Antworten gibt. Wie unterscheiden diese Proteine ​​zum Beispiel kurze von langen mRNAs?
Das ist eine sehr gute (und interessante) Frage. Werde berichten, wenn ich die Antwort finde.
Ein offensichtlicher Kandidat ist das PABP (Poly-A-Bindungsprotein), das mit der Kappe interagiert, um die RNA (in Eukaryoten) zu zirkulieren und zu stabilisieren. Ribosomen-Recycling-Faktoren spielen ebenfalls eine gewisse Rolle, aber ich bin mir nicht sicher, ob es sich um einen Actinomycetes-spezifischen Mechanismus handelt. Und überhaupt nichts über Proteine, die den RNA-Ribosomen-Komplex stabilisieren . Außerdem glaube ich, dass diese langen Gene polycistronisch sind.

Antworten (2)

Ich habe Informationen zu diesem Thema gesucht, da ich früher auf dem Gebiet der Proteinbiosynthese gearbeitet habe, aber ohne Erfolg. Ein Argument dagegen, dass Ribosomen tendenziell von der mRNA abfallen, ist der sehr spezifische Mechanismus der Ribosomenfreisetzung nach Erreichen des Stoppcodons ( hier beschrieben ).

Es gibt andere mögliche Probleme mit sehr langen mRNAs:

  • Möglicher Abbau von (prokaryotischer) mRNA während einer langen Translationszeit. Ich könnte mir vorstellen, dass die mRNA Strukturmerkmale enthalten müsste, die ihre Lebensdauer verlängerten.
  • Mögliche Fehlfaltung und Ausfällung des Proteinprodukts, bevor das gesamte Protein fertiggestellt ist. Ich denke, es gibt wahrscheinlich Chaperonproteine, die hydrophobe Regionen schützen oder die Faltung von Domänen fördern, um dies zu verhindern.

Als Fußnote wird angenommen, dass die längste mRNA die für das Muskelprotein Titin ist. Der Zusammenbau auf dem Sarkomer wäre beispielsweise nicht typisch für Polyketide, aber andere auftretende Probleme könnten ähnlich sein.

Es gibt tatsächlich ein Gen namens nusG, von dem angenommen wird, dass es ein Antiterminator der RNA-Transkription ist. NusG bindet an RNA-Polymerase, was zu einer erhöhten RNA-Elongationsrate, einer verringerten Zeit, in der sich die Polymerase in kurzlebigen Pausenzuständen befindet, und zur Unterdrückung von langlebigen stabilisierten Pausenzuständen führt 1 .

NusG hat sich als wichtig für die Entdeckung und Biosynthese von Naturstoffen erwiesen:

Die Überexpression von nusG in C. cellulolyticum ermöglichte die Isolierung von sieben neuartigen Analoga von Closthioamid, den sogenannten Closthioamiden B–H86. Diese neuen Verbindungen sind verkürzte und teilweise O-substituierte Derivate der antibakteriellen Ausgangsverbindung Hexathioamid, haben aber eine wesentlich geringere antibakterielle Aktivität 2

Darüber hinaus wird das nusG-ähnliche Gen im Myxococcus xanthus-Gencluster gefunden, das das Antibiotikum Myxovirescin (TA) codiert. Eines der Polyketid-codierenden Gene in diesem Cluster ist ~27 kb lang [3]:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

  1. Herbert, KM et al. E. coli NusG hemmt das Backtracking und beschleunigt die unterbrechungsfreie Transkription, indem es die Vorwärtstranslokation der RNA-Polymerase fördert. J.Mol. Biol. 399, 17–30 (2010)

  2. Peter J. Rutledge & Gregory L. Challis. Entdeckung mikrobieller Naturstoffe durch Aktivierung stiller biosynthetischer Gencluster. Nature Reviews Microbiology 13, 509–523 (2015)

  3. http://mibig.secondarymetabolites.org/repository/BGC0001025/index.html#cluster-1

Gibt es Proteine, die die mRNA:RNA-Polymerase oder den mRNA:Ribosomen-Komplex stabilisieren?
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