ポリソームは、同一のメッセンジャーRNA（mRNA）の翻訳のために募集リボソームの基です。構造は、ポリリボソーム、またはあまり一般的ではないエルゴソームとしてよく知られています。
ポリソームは、いくつかのリボソームによる同時翻訳を受けるメッセンジャーからのタンパク質の生産を増加させます。ポリソームは、翻訳後の折りたたみプロセスや、新しく合成されたタンパク質による四次構造の獲得にも関与しています。
細菌のポリリボソーム。ウィキメディア・コモンズ経由のCNX OpenStax
ポリソームは、いわゆるP体とストレス顆粒と共に、真核細胞のメッセンジャーの運命と機能を制御します。
ポリソームは原核細胞と真核細胞の両方で観察されています。これは、このタイプの高分子形成が細胞界で長い歴史を持つことを意味します。ポリソームは、同じメッセンジャー上の少なくとも2つのリボソームで構成できますが、通常は2つ以上あります。
少なくとも1つの哺乳動物細胞では、10,000,000までのリボソームが存在することができます。多くは自由であることが観察されていますが、大部分は既知のポリソームに関連しています。
一般的な特性
すべての生物のリボソームは、2つのサブユニット（小サブユニットと大サブユニット）で構成されています。リボソームの小さなサブユニットは、メッセンジャーRNAの読み取りを担当します。
大きなサブユニットは、新生ペプチドへのアミノ酸の線形付加を担っています。アクティブな翻訳単位は、mRNAがリボソームを動員してアセンブリを可能にする単位です。この後、メッセンジャーでのトリプレットの読み取りと、対応するロードされたtRNAとの相互作用が順次進行します。
リボソームはポリソームの構成要素です。実際、メッセンジャーを翻訳する両方の方法が同じセルに共存できます。細胞の翻訳機構を構成するすべての成分が精製されている場合、4つの主要な画分が見つかります。
- 1つ目は、メッセンジャーリボ核タンパク質が形成されるタンパク質に関連するmRNAによって形成されます。つまり、ソロのメッセンジャーです。
- 2つ目は、分離されているリボソームサブユニットによるもので、メッセンジャーには変換されません。
- 3つ目はモノソームのものです。つまり、一部のmRNAに関連する「遊離」リボソームです。
- 最後に、最も重い部分はポリソームの部分です。これは実際にほとんどの翻訳プロセスを実行するものです
真核生物ポリソームの構造
真核細胞では、mRNAはメッセンジャーリボ核タンパク質として核から輸送されます。つまり、メッセンジャーは、そのエクスポート、動員、翻訳を決定するさまざまなタンパク質と結合しています。
それらの中には、メッセンジャーのポリA 3 'テールに付着したPABPタンパク質と相互作用するものがいくつかあります。CBP20 / CBP80複合体などの他のものは、mRNAの5 'フードに結合します。
CBP20 / CBP80複合体の放出と5 'フードへのリボソームサブユニットの動員により、リボソームの形成が定義されます。
翻訳が始まり、新しいリボソームが5 'フードに組み立てられます。これは、各メッセンジャーと問題のポリソームのタイプに応じて、限られた回数発生します。
このステップの後、5 '末端のキャップに関連する翻訳伸長因子は、mRNAの3'末端に結合したPABPタンパク質と相互作用します。したがって、メッセンジャーの非翻訳領域の結合によって定義される円が形成されます。したがって、メッセンジャーの長さなどの要素が許す限り多くのリボソームが採用されます。
真核生物ポリソームの環状構造で結合末端。Fdardel、Wikimedia Commons経由
他のポリソームは、1回転あたり4つのリボソームを備えた線形の二重列またはらせん構成を採用できます。円形の形状は、遊離ポリソームと最も強く関連しています。
ポリソームの種類とその機能
ポリソームは、アクティブな翻訳単位（最初はモノソーム）で形成され、同じmRNAに他のリボソームが順次追加されます。
それらの細胞内位置に応じて、3つの異なるタイプのポリソームが見つかり、それぞれに独自の特定の機能があります。
無料のポリソーム
それらは細胞質に遊離しており、他の構造との明らかな関連はありません。これらのポリソームは、細胞質タンパク質をコードするmRNAを翻訳します。
小胞体（ER）関連ポリソーム
核膜は小胞体の延長であるため、このタイプのポリソームは外側の核膜にも関連している可能性があります。
これらのポリソームでは、2つの重要なタンパク質グループをコードするmRNAが翻訳されます。小胞体またはゴルジ複合体の構造部分であるいくつか。その他、翻訳後修飾および/またはこれらのオルガネラによって細胞内に再配置する必要があります。
細胞骨格関連ポリソーム
細胞骨格関連ポリソームは、特定の細胞内コンパートメントに非対称的に濃縮されているmRNAからタンパク質を翻訳します。
すなわち、核を離れると、いくつかのメッセンジャーリボ核タンパク質が、それらがコードする産物が必要とされる部位に動員される。この動員は、mRNAのpolyAテールに結合するタンパク質が関与する細胞骨格によって行われます。
言い換えれば、細胞骨格は目的地によってメッセンジャーを分配します。その運命は、タンパク質の機能と、それが存在または作用しなければならない場所によって示されます。
転写後の遺伝子サイレンシングの調節
mRNAが転写されたとしても、それが必ずしも翻訳されなければならないという意味ではありません。このmRNAが細胞質で特異的に分解される場合、その遺伝子の発現は転写後調節されていると言われています。
これを達成するには多くの方法があり、その1つはいわゆるMIR遺伝子の作用によるものです。MIR遺伝子の転写の最終産物は、microRNA（miRNA）です。
これらは、翻訳が規制する他のメッセンジャー（転写後サイレンシング）を補完する、または部分的に補完します。サイレンシングには、特定のメッセンジャーの特定の劣化も含まれます。
翻訳、その区画化、調節、および転写後の遺伝子サイレンシングに関連するすべては、ポリソームによって制御されます。
これを行うには、彼らはP体とストレス顆粒として知られている細胞の他の分子マクロ構造と相互作用します。これら3つのボディ、mRNAとマイクロRnaは、このようにして、いつでも細胞内に存在するプロテオームを定義します。
参考文献
- Afonina、ZA、シロコフ、バージニア州（2018）ポリリボソームの3次元構成-現代的なアプローチ。生化学（モスクワ）、83：S48-S55。
- Akgül、B.、Erdoğan、I.（2018）miRISC複合体の細胞質内再局在化。遺伝学のフロンティア、doi：10.3389 / fgene.2018.00403
- アルバーツ、B。、ジョンソン、A。、ルイス、J。、ラフ、M。、ロバーツ、K。ウォルタース、P。（2014）分子生物学、第 6 版。ガーランドサイエンス、テイラー&フランシスグループ。アビンドンオンテムズ、イギリス。
- Chantarachot、T。、ベイリー-セール、J。植物生理学176：254-269。
- Emmott、E.、Jovanovic、M.、Slavov、N。（2018）リボソームの化学量論：形態から機能まで。生化学の動向、doi：10.1016 / j.tibs.2018.10.009。
- Wells、JN、Bergendahl、LT、Marsh、JA（2015）タンパク質複合体の共翻訳アセンブリ。Biohemical Society Transactions、43：1221-1226。