Tahap Pengawalan



Penterjemahan mRNA ke dalam rantai polipeptida tidak dimulai dari ujung '5 mRNA. Pada bakteri, translasi hampir selalu dimulai dari 25 nt kearah hilir ujung 5' mRNA. Dalam setiap mRNA dapat disintesis lebih dari unit rantai polipeptida. mRNA yang mengkode dua atau lebih polipeptida ini disebut polisistron (polycistron). Menariknya bahwa setiap protein yang dikode baik itu oleh monosistron dan polisistron memiliki isyarat "mulai" dan "berhenti" pada mRNA. Isyarat-isyarat ini mendefinisikan pengawalan dan pengakhiran setiap rantai polipeptida yang dikode. Hampir semua ujung amino protein yang ditranslasi mRNA E. coli adalah metionin, dan biasanya termodifikasi. Metionin termodifikasi ini disebut formilmetionin (fMet). Dalam kenyataannya, sintesis protein pada bakteri dimulai dengan fMet, yang dibawah oleh tRNA inisiator disingkat tRNAf yang berbeda dengan tRNA yang membawa metionin normal (disingkat tRNAm). Pembentukan tRNAf dan tRNAm dipercepat oleh aminoasil-tRNA sintetase yang sama, tetapi enzim khusus memformilat gugus amina metionin yang diikat oleh tRNAf dari N10 -formiltetrahidrofolat.

Suatu studi terhadap urutan nukleotida daerah yang terproteksi aksi ribonuklease kompleks mRNA ribosom pada saat inisiasi ditemukan kodon AUG (atau GUG) yang sangat terkosenservasi (Gambar 30-28, L. Stryer) serta daerah kaya purin ~10 nt ke arah hulu AUG. Daerah kaya purin ini (disebut urutan Shine-Dagarno) ternyata sebagai tempat berpasangan antara daerah kaya purin di daerah inisiator suatu mRNA dengan ujung 3' 16S rRNA. Daerah pembentukan pasangan kaya purin dan ujung 3' 16S rRNA ini berkisar 3 - 9 nt (nukleotida). Dengan demikian ada dua interaksi yang menentukan dimana sintesis protein dimulai: perpasangan basa-basa mRNA dengan ujung 3' 16S rRNA, dan perpasangan kodon inisiator (AUG, atau GUG) di mRNA dengan antikodon tRNAf. Namun demikian, konsentrasi Mg2+ yang tinggi dalam campuran reaksi in vitro dapat mengakibatkan inisiasi tidak spesifik. Dalam hal demikian, kebutuhan isyarat kodon "mulai" sering tidak dipenuhi.

Pembentukan kompleks inisiasi diawali dengan penggabungan mRNA dan formilmetionin-tRNAf dalam ribosom. Dalam penggabungan ini terlibat tiga faktor inisiasi (IF1, IF2 dan IF3). Subunit 30S ribosom pertama membentuk kompleks dengan ketiga faktor ini. Pengikatan GTP ke IF2 memampukan mRNA dan tRNA inisiator bergabung sambil melepaskan IF3. FMet-tRNAf dikenal oleh IF2 dan pelepasan IF3 membolehkan subunit 50S bergabung dalam kompleks. Hidrolisis GTP yang terikat pada IF2 pada saat bergabungnya subunit 50S kedalam kompleks berakibat pelepasan IF1 dan IF2. Hasilnya adalah kompleks inisiasi 70S (Gambar 30-30 L. Stryer). Jadi faktor-faktor inisiasi hanya berhubungan dengan pembentukan kompleks inisiasi. Mereka tidak menjadi bagian dari ribosom 70S dan mereka tidak mengambil bagian dalam tahap pemanjangan.

Selain faktor-faktor inisasi, protein-protein yang disebut L7 dan L12 subunit 50S berpartisipasi dalam hidrolisis GTP dan menghasilkan kompleks inisiasi produktif. Kedua protein ini identik kecuali ujung terminus L7 terasetilasi. Tetramer L7/L12 berasosiasi dengan 50S seperti tancapan jari tangan. Kedua protein ini juga berpartisipasi dalam hidrolisis GTP selama tahapan elongasi sintesis protein.