Warum ist die Übersetzung bei Prokaryoten so viel schneller als bei Eukaryoten?

Prokaryoten führen Transkription und Translation viel schneller durch als Eukaryoten. Wenn das Gedächtnis dient, kann ein einzelnes prokaryotisches 70S-Ribosom etwa 20 Aminosäuren pro Sekunde einbauen, während das eukaryotische 80S-Gegenstück mit etwa 2 Aminosäuren pro Sekunde viel langsamer ist. Ist der Grund dafür bekannt? Die einzige Möglichkeit, die mir einfällt, ist, dass prokaryotische mRNAs oft polycistronisch sind, während eukaryotische mRNAs dies nicht sind und dazu neigen, eine co-translationale Proteinfaltung zu beinhalten. Eine langsamere Übersetzung kann möglicherweise die Faltgenauigkeit verbessern. Abgesehen davon kann ich mir keinen Grund vorstellen, warum das 80S-Ribosom physikalisch langsamer sein sollte als das 70S-Ribosom. Es ist nicht wie bei der DNA-Replikation, bei der Genauigkeit bei vielzelligen Organismen wesentlich wichtiger ist als bei schnell replizierenden einzelligen Prokaryoten.

Ich habe deinen Beitrag etwas korrigiert. Ribosomen pumpen keine Aminosäuren aus, sie bilden Peptidbindungen zwischen ihnen. (Wenn sie etwas herauspumpen, dann sind es Proteine.) Proteine ​​können nicht polycistronisch sein, sondern nur mRNAs oder Transkriptionseinheiten. Es gibt Polyproteine, aber hauptsächlich in eukaryotischen Viren wie Polio. Ihr Vorschlag zum Falten ist schwer zu verstehen. Prokaryotische Proteine ​​werden ebenso wie eukaryotische cotranslational gefaltet.
Die Transkriptionsgeschwindigkeit variiert auch zwischen den Arten. book.bionumbers.org/wp-content/uploads/2014/08/… .

Antworten (1)

Wenn das Poster nicht neuere Arbeiten zitieren kann, um die Behauptung bezüglich eines Unterschieds in den Raten der prokaryotischen und eukaryotischen Proteinsynthese zu stützen, würde ich sagen, dass dies falsch ist.

Lacroute und Stent (1968) berichteten eine Rate von 15 Aminosäuren pro Sekunde für β-Galactosidase in Escherichia coli , während Knopf und Lamfrom (1965) eine Rate von 7 Aminosäuren pro Sekunde für Globinketten in Kaninchen-Retikulozyten berichteten. Dies scheint mir nicht viel anders zu sein, zumal eine neuere Studie von Li et al. (2014) zeigten, dass die Geschwindigkeit der Proteinsynthese mit der Komplexität der Anordnung (falls vorhanden) variiert, in die ein Protein eingebaut wird.

Meine Behauptung kam hauptsächlich aus dem Gedächtnis und wurde durch eine schnelle Suche untermauert, die eine Quora-Frage ergab, die dasselbe stellte. Vielleicht hat sich meine Erinnerung nur getäuscht!
Ich kann mir Umstände vorstellen (Wachstum auf reichem Medium), in denen die bakterielle Proteinsynthese schneller ist, und ich muss das ergänzende Material im Li-Papier durchkämmen, um zu sehen, ob ich eine Aktualisierung der Zahlen aus den 60er Jahren finden kann. Wenn ich das getan habe, werde ich einen Nachtrag veröffentlichen, in dem ich auch bespreche, was für die Übersetzung geschwindigkeitsbegrenzend sein könnte.