번역(Tlanslation) 과정 총정리

번역은 mRNA에서 Protein으로 가는 과정으로 adaptor로 tRNA를 사용하는 것이 특징인 높은 에너지를 사용하게 된다.

이때의 높은 에너지는 급성장 박테리아의 경우 라이프 사이클에서 사용하는 에너지의 80%를 번역에 사용하는 경우도 있다.

Tlanslation의 Component는 아래와 같다.

mRNA	Protien Coding하는 연속 Codon
tRNA	amino Acid와 mRNA 사이를 결합해주는 Adaptor
Aminoacyl-tRNA 합성효소(Synthetase)	Amino Acid를 tRNA와 연결시켜주는 효소
Ribosome	mRNA-tRNA 인식기구(Peptide bond 합성 촉매)

mRNA는 -ORF와, -CDS가 있다.

ORF는 시작에서 종결코돈 까지 총 6개의 경우의 수가 있으며, 이때 실수가 가능하며 전방, 후방 염기서열 3개씩 짝지어진다.

CDS는 단백질이 된 Coding DNA Seq로 최소서열이다.

원핵생물의 리보솜 결합자리는 RBS(Ribosome-Binding Site)와 샤인 달가노 시컨스(Shine-Dalgarno Seq)가 있다.

이는 시작코돈 앞에 3~9개로 구성되어 존재하며, 16sRNA와 상보적으로 효율적 Tlanslation을 진행할 수 있게 도와준다.

Translational Coupling은 RBS 없이 이전의 ORF 번역 후 미성숙 종결코돈(AUGA)로 겹쳐지게 된다.

ORF 박테리아는 대부분 5'-AUG(fmet) 또는 5'-GUG, 5'-UUG로 시작하며, 진핵생물은 항상 5-AUG(met)으로 시작해 Start Codon이 첫 아미노산을 정해서 Reading하게 된다.

이후, Stop Codon은 UAG, UGA, UAA로 특별 단백질 Factor가 나오게 된다.

진핵세포들의 말단변형은 mRNA 쪽으로 리보솜을 유도하는 5'Cap으로 Ribosome 결합(5-5' 메틸화 G)로 시작 코돈을 만날때까지 5'에서 3' 방향으로 Scanning한다.

코작서열은 주요 TF을 유인하는 3'-Poly A와 같이 번역에 효율을 증진시켜주는 것으로 Purine 3개-Start Codon-G로 하며 메사이오닌이 달려있는 개시 tRNA와 작용한다.

tRNA는 아미노산과 코돈의 Adaptor로, 각 아미노산마다 별도의 tRNA가 여러개의 Codon을 인식하게 된다.

이로써 64개의 tRNA가 아니다.

모든 tRNA 3' 말단에는 5'-CCA-3'을 가지는데 이는 Template 없이 CCA를 추가하며 RNA합성효소인 Enzyme로 처리하게 된다.

이를 통해 번역후 Enzyme으로 변형이 가능하다는 것을 보이며 이는 변역 효율을 높이는 것으로 볼 수 있다. (하지만, 결합세포는 느리게 성장함을 보여준다.)

tRNA가 가지고 있는 클로버잎 모양은 부분 Double Helix 부분과 SS Region으로 2차 구조를 생성한다.

이때 가지는 것들은 아래와 같다.

Acceptor Stem	아미노산 결합부위, tRNA-5', 3' Base Pairing(말단 CCA는 ss)
ψU Loop	5'-TψUCG-3' Seq로 Unusual Base인 ψU를 포함
D Loop	디하이드로유리딘 존재
Anticodon Loop	mRNA Codon을 인식하는 Anticodon 포함, anticodon-3' end는 Purine, 5'-end 우라실
Variable Loop	Anticodon Loop와 ψU Loop 사이에 위치하는 3~21 Base 크기

tRNA의 3차구조는 extended Double Helix 구조로 가지고 있으며 안정화 효소와 Extended Region의 Base Stacking Interaction을 하게 된다.(dsDNA와 비슷함)

tRNA가 붙는 법은 Aminoacyl-tRNA Synthetase가 전기적 힘이 아닌 tRNA와 아미노산이 합쳐져, 아미노산의 카르복실 그룹과 tRNA의 3'-end 아데노신의 2' 또는, 3'-하이드록실기 사이의 Acyl로 Hydroxyl기가 제거되어 Ester Bond를 형성한다.

이것이 끊어지면서 Peptide Bond 형성 지원 에너지가 또한 만들어지게 된다.

이때, Synthetase는 Adenylylation과 tRNA Charging을 이루게 되는데, Adenylylation은 아미노산과 ATP가 합쳐지는 것으로 ATP는 ppi를 방출해 Pyrophosphate를 분해하고, Driving Force를 가지며, 아데니릴화와 높은 에너지를 형성하고, 이를 통해 Amp와 아미노산이 카르보닐기로 가지게 된다.

또한, Synthetase는 tRNA Charging으로 아데닐릴화 아미노산과 tRNA가 합쳐져 Amp를 방출한다.

tRNA의 생성법은 RNA Base와 아미노아실 tRNA 합성효소, 아미노산, 그리고 ATP가 협쳐진 것으로, ATP가 Amp로 변경되며 Complex를 이루며, 아미노산과 Ester bond에서 유기분자가 대신해 Acid의 H가 아닌 Amp가 제거되어 tRNA를 형성하게 된다.

tRNA 합성 Class 1은 tRNA 2'-OH에 반응하며 Monomer이다.

tRNA 합성 Class 2는 3'-OH에 반응하며 Dimer/Tetramer로 Charged를 갖는다.

Aminoacyl-tRNA Synthetase의 선택법은 4개의 특징으로 구분하게 된다.

1, High Fidelity for tRNA recognition으로 2가지 특성을 갖는데, 1차는 Acceptor stem에 있는 single base(discriminator base)가 달라 다른 tRNA synthetase가 인식한다.

2차는 Anticodon Loop로 anticodon과 tRNA 인식에 1차적으로 중요하지 않고, 여러 종 anticodon이 하나의 아미노산이 되기 때문이다.

2, tRNA 인식 정확도는 1:1000 정도로, single Methyl Group으로 이때 오류가 나면 서로 헷갈려서 영원히 다른 단백질이 생성되는데 이것은 mutant가 아니라, tTNA가 헷갈린 것이다.

3, Editing Pocket은 Active Site 옆에 존재하는데, Amp-isoleucine이 아니고, Amp-valine으로 진행되어 정확도가 높다.

4, Ribosome은 Codon-Anticodon만 맞으면 받아들이며, tRNA의 Synthetase의 Selection이 중요하다.

리보솜은 3개 이상의 RNA와 50개 이상의 Protein으로 구성되어져 있는데, 이에 대한 설명 추가로 원핵세포는 핵이 없기 때문에 T/C와 T/L이 같은 곳에서 수행된다. (T/C&T/L Coupling 전사 번역 커플링)

하지만, 진핵세포는 T/C는 핵에서, T/L은 Cytosol에서 진행된다.

리보솜은 Large subunit과 Small Subunit으로 구성되어 있는데, 이들은 mRNA가 모두 단백질로 합성이 된다면 둘다 분리된다. (Tri Complex로는 Small Subunit과 mRNA, 그리고 Initiator tRNA로 구성된다.)

Large Subunit은 Peptidyl Transfer Center로 펩티드 결합을 형성하며, Small Subunit은 Decoding Center로 Code를 해석하고 T/L를 스캐닝한다.

이때, 원핵세포는 L로, 50s로 구성된 23s, S는 30s로 구성된 16s로 합쳐서 70s를 보이며, 진핵세포는 L로 60s로 구성된 28s, s는 40s로 구성된 18s로 합쳐서 80s가 되며 이는 무게가 아닌 겹쳐지는 것이다.

단백질 합성은 리보솜의 이동에 따라 Charged tRNA가 차례대로 decoding Center에서 Peptidyl하는 것으로 하나의 mRNA에 30 nucleotide 간격으로 Ribosome이 붙는다.

방향은 N에서 C로 가며, ATP를 사용하진 않는다.

C는 새로운 아미노산을 첨가하며 이는 Peptidyl Transferase reaction이다.

Peptide와 아미노산은 항상 tRNA에 결합되어 있는 것으로 아미노아실-tRNA, 그리고 펩티딜-tRNA이 그 예이며, 이것은 펩티드를 새로운 tRNA에 전달하면서 Peptide bond를 형성하기 때문이다.

리보솜 구성요소로 rRNA는 리보솜의 주요기능을 하는 역할로, 단백질들은 외곽에 위치해서 Charge를 차단하게 된다.

리보솜에서의 프로톤 셔플링(수소 셔플링, Proton Shuffling)은 4단계로 이뤄진다.

1. 아미노산이 RNA Base에 붙은 상태에서

2. H를 뺏고,

3. 3'에 있던 H를 빼앗아오고

4. 아미노산에 있던 NH2 중 H를 빼앗아 빠져나가 Peptide Bond를 형성한다.

이때 ATP는 사용하지 않으며, 고에너지 Acyl bond 에너지를 사용하는데 이는 tRNA 합성에 의해 ATP를 사용해 아미노아실 tRNA에 보존된 에너지이다.

T/L 개시는 리보솜과 mRNA의 결합 후, Charged tRNA와 리보솜의 EPA 중 P site에 결합한다. 그 다음, 리보솜이 start codon에 위치를 잡는다.

이때 주의할 점으로 Frame Shift는 base 1칸이 밀려 T/L 후 이상한 Protein이 생성되는 것이며, 원핵과 진핵의 mRNA 구조 차이로 다른 Mechanism이 필요하다는 점이다.

원핵세포의 개시는 리보솜 small subunit에 mRNA가 결합해, mRNA에 RBS(샤인 달가노 시퀀스)가 16s rRNA에 붙어 start codon이 P site에 위치하게 되는 것으로 A site는 비워지게 된다.

이때, Large subunit은 필요가 없는데 이는 최종단계에서만 필요한 것이다.

그 다음 개시 tRNA가 P site에 결합하는데(AUG(met) or GUG.. UUG...), 포밀 메사이오닌 tRNA(initiator tRNA)로 개시(N-Formyl Methionie을 가진 tRNA)하고  fmet-tRNAi^fmet을 형성한다.

그 다음 개시인자(IF)들의 활용이다.

IF1은 A Site에 tRNA의 결합을 차단한다.

IF2는 GTPase로 개시 기구 핵심인 small subunit, IF1, fmet-tRNAi^fmet과 결합한다.

IF3는 small subunit과 결합해 Large subunit과 결합을 억제하고, T/L 끝에서 리보솜을 분리한다.

다른 tRNA의 결합을 방지하기 위해 small subunit과 tRNAi 결합을 촉진해 다른 tRNA의 결합을 방지하는 것도 기능에 있다.

이로써, mRNA와 tRNAi가 결합 후 Large subunit와 결합하여 70s initiation complex를 완성하게 된다.

Start codon과 fmet-tRNAi^fmet이 결합하면 small subunit에서 구조변화를 이뤄지게 되는데 이때 IF3가 분리된다.

Large subunit의 결합 후 IF2-GTP가 GTPase를 활성화하며 IF2-GDP로 리보솜과 tRNAi의 결합력을 낮춰 IF1과 IF2가 분리되어 개시가 끝난다.

진핵세포의 개시는 원핵세포와의 공통점으로 Start codon과 initiator tRNA 사용을 하고, Large Sub 결합 전에 small subunit과 IF의 Complex를 형성한다는 점이ㅏ.

원핵세포와의 차이점으로 mRNA 5' cap에 결합하기 이전에 이미 tRNAi와 Small subunit이 결합상태이다.

이후, 5' Capping에서 AUG 까지 Kozak Seq(코작 시퀀스)로 Scanning 하지만, uORF에서 2번째 AUG 까지 버리고 시작하고, IRES로 mRNA 2차구조로 tRNA 대신 사용된다.

첫번째, AUG를 Start Codon으로 활용하며 ORF 속 개시코돈 인식이 불필요한 monocistronic이 된다.

개시 순서는, tRNAi가 리보솜 Small subunit에 결합한 후 mRNA에 결합한다.

그 다음, Auxiliary protein factor에 의해 mRNA를 인식한다.

그 다음, tRNAi를 포함한 리보솜이 첫번째 AUG를 Scanning 한다.

마지막으로 Large subunit에 결합한다. (43s에서 48s와 60s 이후 80s로)

43s는 43s preinitiation complex로 Free large subunit과 small subunit로 구성되는데 이는 T/L이 끝난 후 재활용하기 위해 분리된 것이다.

4개의 개시인자(eIF1, eIF1a, eIF3, eIF5)가 small subunit에 결합해서 large subunit와 결합해 A site를 막는다.

GTP binding Protein인 eIF2가 tRNAi와 결합해 tetnary complex로 eIF2-GTP-tRNA가 P site로 유도한다.

진핵세포의 경우 tRNAi는 메사이오닌을 운반하고(met-tRNAi^met), 이는 포밀이 아니다.

그렇게 small subunit의 P site에 개시인자가 들어가고, 개시 tRNA가 채워진다. (43s Preinitiation Complex, 43s PIC)

48s Preinitiation Complex 는 eIF4가 주요역할로 mRNA Start Codon전, 2nd Structure을 제거한다.

mRNA의 5' cap에 Cap-Binding Protein(eIF4E)가 결합한다.

eIF4G가 eIF4E와 mRNA에 결합하고 eIF4A가 eIF4G와 mRNA에 결합한다.

이때 eIF4G와 eIF4E는 번역 조절에서 중요하다.

이 후, eIF4E-Binding Protein이 이 반응과 경쟁해 조절하는 것을 Repressor이라고 한다.

eIF4B가 결합 시에는 eIF4A의 헬리케이스를 활성화하며, 2차 구조를 제거하며, 5'end의 2차구조(헤어핀)등의 mRNA는 Small subunit에 결합이 불가하게 된다.

43s Protein Complex에 결합되어(eIF4G-mRNA)에, 43s PIC의 개시인자 eIF3 Binding으로 48s PIC를 형성하게 된다.

이때 IF들은 5'end 만이 아니라, 3'end의 Poly A Tail과도 작용한다.

eIF4G와 Poly A binding Protein과 상호작용하고, T/L 동안 mRNA 원형을 유지한다.

이후, T/L 이후 리보솜이 동일 mRNA과 쉽게 재결합이 가능해지고, 마침내 poly A tail에 의해 T/L 효율이 높아진다.

80s initiation Complex mRNA와 결합한 후, small subunit가 eIF4A/B-associated RNA 헬리케이즈 활성으로 ATP를 사용해 5'에서 3'로 이동해 start codon을 스캔한다.

이때, start codon은 tRNAi의 anticodon과 Base pairing으로 인식하며 tRNAi가 mRNA보다 small subunit에 먼저 있어야하는 이유이다.

Base Pairing 이후, 48s Complex의 Conformation Charge으로 eIF1분리를 하고 eIF5가 변형되며 eIF2의 GTP 분해를 촉진하고, eIF2, 3, 5분리를 한다.

GTP-Binding Protein eIF2 분리로 또 다른 GTP-regulated Protein인 eIF5B(tRNAi-binding Protein)이 결합하고 이로써 60s Large Subunit이 결합 촉진한다.

Large Subunit 결합 후, eIF5B의 GTP 분해로 나머지 eIF5가 분리되고, met-tRNAi^met이 P site에 결합한 80s IC가 완성된다.

이로써, Charged tRNA를 A site에 받으며 Peptide Bond를 시작한다.

T/L 연장(Elongation)은 아미노산 첨가 반응의 필수 단계이다.

이는 총 3가지로 구분되어 있다.

Aminoacyl-tRNA Loading	A site 및 코돈에 맞는 tRNAa가 A site에 Loading 하는 것
Peptidyl Transferase Reaction	A site에 있는 tRNAa(아미노산)과 P에 있는 tRNAp의 펩티드 결합
Translocation	tRNAp의 Translocation(A site에서 P site로)

이때, 2개의 elongation factor(GTP Binding) EF-Tu & EF-G가 존재한다.

EF-Tu는 tRNAa를 A site로 escort해서 tRNA가 리보솜에 혼자 못하는 것을 도와준다.

tRNA는 3'에 결합하고, 아미노산을 가려서 tRNAp와 만나 Peptide Bond 전까지 방해하며, EF-Tu는 GTP 분해 활성을 가지고 GTP 또는 GDP로 기능이 조절이 가능하다.(IF2와 비슷하다.)

이로써, GTP-bound Form에만 tRNAa에 결합이 가능해진다.

EF-TU가 Large Subunit에서의 Factor binding center에 결합하면, GTPase가 활성화되고, 이 반응 후에는 리보솜이 분리가 된다.

tRNAa가 A Site에 결합과 정확한 Codon-anticodon Pairing을 확인해야만 반응을 한다. (T/L의 특이성이 중요하다.)

따라서, A site 위에 있는 FBC에서 EF-Tu-GTP+tRNAa -> EF-Tu-GDP가 되는 것이다.

리보솜의 tRNAa 구별법은 T/L error 확률이 0.1%인데, tRNAa의 정확한 A site 위치화는 Codon Pairing이 중요하다.

이제 설명할 것은 맞지 않는 tRNA 분리를 촉진 시키는 특이성 기여 방법을 설명한다.

1. 샤인 달가노 시퀀스를 인식하는 16s rRNA의 역할(Euk에서는 18s)는 A site에서 16s rRNA의 2개 Adenine base가 정확한 Codon Pair의 Minor Groove와 수소 결합을 형성시킨다.

이때, A:U, C:G가 유사하다는 것으로 이에 반하는 비왓슨 크릭, 또는 미스매치 염기쌍 tRNA를 찾아 반려시킨다.

이때, A:U, C:G가 유사하다는 뜻은 minor groove가 비슷하다는 것으로 외형적으로만 확인한다는 것이다.

2. EF-Tu의 GTPase의 활성, 코돈-안티코돈이 match될때만 EF-Tu가 FBC에 정확히 위치해서 tRNA를 A site로 넣고 GTP 분해를 한다.

만약 mismatch면, EF-Tu가 위치가 변경되어 FBC에 들어가지 못해 GTPase가 불가능하며, 이로써 tRNA와 함께 dissociation, kinetic slectivity를 한다는 것을 알 수 있다.

3. EF-Tu 분리 후, 고정(Proofreading), Charged tRNA가 EF-Tu-GTP와 함께 A site에 결합할때 3'end 는 Peptide Bind Formation 위치와 떨어져 있게 된다.

반응을 하기 위해서는 tRNA가 회전해 Peptidyl Transferase center에 위치해야한다.

(Accommandation of Aminoacyl tRNA into Ribosome -> 3'end가 70A로 이동해 보여줌.)

회전 과정에서 Codon-Anticodon 상호작용에 힘을 줘서 Impair일때 이탈한다.

리보솜의 리보자임 활성은 정확한 tRNA가 A site에 위치한 후 PFC로 회전해 Peptide bond가 형성을 시작한다. (분자 메커니즘은 불분명하다.)

RNA 촉매반응은 Large Subunit의 23s rRNA에서 진행되며 Active Site 18A이내엔 아미노산과 단백질이 존재하지 않으며, 단 E.coli 리보솜의 L27 protein은 Active Site에 가깝게 존재해 촉매관 역할을 한다.

23s rRNA와 A/P site의 tRNA의 3' CCA간 Base Pairing에 의해 아미노 그룹이 Polypep-carbonyl 공격하며, 이후 Interaction으로 Accommodation 후 tRNA가 안정화된다. (Substrate를 한 곳으로 모아 반응을 촉진하는 것은 entropic Catalysis다.)

반응 촉매를 해주는 기능이 존재하는데, 23s rRNA의 특정 base 구조가 변하면 촉매 활성이 떨어지고, P site의 tRNA 3'end A 잔기 2'OH 제거 시에는 반응 속도가 10^6 Fold 다운한다. (Substrate-Assisted Catalysis로, 이때 Substrate 자신 일부도 반응에 중요하다.)

Translocation EF-G : Peptidyl transferase Reaction 후, P site의 tRNA가 Deacylated로 tRNAp에 있던 Peptide는 A site의 tRNAa에 결합하며, 다음 반응을 위해 tRNA들이 다음 Site로 이동하고, mRNA도 이동하게 된다.

따라서, Translocation이라는 것이다.

이는 또 펩티딜 Transferase반응과 Large Subunit에서 시작된다.

Peptide Bond가 끝난 후면, tRNA의 3'end는 다음 위치로 기울어지는데, anitcodon은 아직 Small Subunit에 있어, Hybrid State한 상태에 있다. 이는 이제 Small Subunit가 Large Subunit에 대해 반시계로 회전해 Hybrid State를 유지한다.

그 다음, EF-G-GTP가 리보솜에 결합해 Hybird State를 안정화하는데, EF-G-GTP가 FBC에 붙어 GTP가 분해되고, 리보솜에 있던 E, P, A site들 사이의 문이 EF-G-GDP에 의해 열린다.

이 다음, EF-G-GDP의 Conformation이 변해 Small Subunit의 Decoding Center까지 신장해 A site 이동을 촉진한다.

마지막으로, Small Subunit가 다시 회전하여 Translocation을 종결하며 변화된 리보솜 구조는 EF-G-GDP의 Affinity가 낮아져 분리 후 닫혀지게 된다.

EF-G-GDP가 A site/Decoding Center에 효과적으로 붙는 이유는 구조가 tRNA Bound EF-Tu-GTP와 유사하며, tRNA와 구조가 유사한 Domain을 통해 Decoding Center와 작용하기 때문이다.

리보솜 Subunit 변화도 Transloaction에 영향을 기여하는데 Small Subunit가 Large Subunit에 대해 시계 반대 방향으로 회전하는 것으로 A. P, E Gate의 EF-G-GDP를 Decoding center와 접촉지켜 A site tRNA가 같은 Site로 돌아오는 것을 막고 EF-G-GDP의 분리 시 Gate를 닫게 된다.

GTP 교환 인자 EF-Ts는, 다른 Protein의 도움이 필요하고, A site로 이동을 도와주는 EF-Tu와 GDP 결합력이 약해서 빠르게 GTP 치환이 가능하며 E, P, A Gate에서 일하는 EF-G는 반응 후 GDP를 버리고 새로운 GTP 결합이 필요하게 된다.

EF-Tu는 EF-Tu-GDP가 EF-Ts와 반응해 GDP를 방출하고 EF-Ts-EF-Tu Complex를 형성하는데 다시 GTP와 반응해 EF-Tu-GTP와 EF-Ts로 분리된다.

Peptide 결합을 위한 에너지는 tRNAa 합성 반응에서 ATP를 사용한다.(펩티딜 Transferase 반응)

Charged tRNA를 A site Loading과 Base Pair 인식을 위해 EF-Tu에서 GTP를 소모하고, Translocation을 위해 EF-G에 의해 GTP를 소모한다.

이로써, ATP는 Peptide Bond를 형성하고, GTP는 T/L의 순서와 정확도를 높이기 위해서 사용하는 것을 알게 되었다.

T/L의 종결은 Release Factor가 중요하다.

Elongation은 Stop Codon이 A Site에 위치할때까지 계속되는데, Stop codon을 인식하는 별도의 tRNA를 위해 RF가 존재한다.

Class 1 RF는 Stop Codon을 인식하고 P site의 tRNA로 부터 Peptide Chain을 분해한다.

원핵세포들은 RF1, RF2를 가지며 아래와 같은 역할을 한다.

RF 1	UAG, UUA 인식
RF2	UGA, UUA 인식

진핵세포는 eRF1으로 3개의 Stop 코돈을 모두 인식하며 GGQ motif에 의해 Peptidyl Transferase center로 이동하고 Polypeptide를 방출한다.

Class 2 RF는 PolyPeptide Chain을 분리한 후 Class 1 RF의 분리 촉진을 한다.

예시로 RF3와 eRF3는 GTP Binding과 가수분해에 의해 기능을 조절하게 된다.

tRNA와 비슷하게 생긴 Class 1 RF에서 RF는 Protein이라 Stop 코돈 인식은 곧 Protein-RNA Interaction을 의미하고 Peptide 분리에 기여하는 3개 아미노산 서열(GGQ)가 존재한다.

이로써, GGQ motif가 PTC에 가깝게 위치해 밀어내게 된다.

Class 2 RF에서, RF3는 GTP-Binding Protein 인에도 GTP보다 GDP에 Affinity가 강하다.

RF3-GDP는 Class 1 RF가 존재해야 리보솜에 결합한다.

Class 1 RF에 의해 Polypeptide가 방출하며 리보솜에 Class 1 RF의 형태가 변화하며 RF3의 GDP가 GTP로 치환된다. (EF-Tu, EF-Ts의 작용과 유사하다.)

FT3-GTP가 리보솜에 강하게 결합하고, Class 1 RF가 떨어지며, FBC에 결합하는데, GTPase 활성으로 GDP가 된 후 Glass 1 RF가 없어서 리보솜에 분리도 된다.

리보솜은 1번만 쓰고 버려지는 것이 아니다.

모든 생체 물질은 최대의 효율을 얻어내기 위해서 리보솜도 마찬가지로 재활용이 된다.

이때 필요한 것이 리보솜 재활용 인자(RRF)이다.

이는 펩타이드 사슬과 RF 제거 후에도 리보솜은 mRNA와 2개의 tRNA가 P site E site에 결합된 상태로 유지되어있다.

원핵세포는 RRF와 EF-G와 IF-3가 관여한다.

RRF는 tRNA 유사구조로 A site에 결합한 후 EF-G-GTP를 불러낸다.

EF-G는 작용으로 RRF가 P site로 이동시켜 P site에 있던 tRNA는 바로 나가게 만들어 구조 변화를 힘쓴다.

EF-G-GDP는 RRF가 mRNA와 함꼐 리보솜에서 분리시킨다.

IF-3는 리보솜의 Subunit을 분리시킨다.

T/L 규제로는 대부분 유전자 발현 조절은 T/C에서 하지만 일부는 T/L에서도 된다.

이에 대한 특징으로는 T/C 수준까지 안가게 되어 외부 변화에 빠르게 반응하며, Initiation 단계에서 조절된다는 점이다.

예시로 박테리아는 RBP(RNA binding Protein)으로 30s Subunit로 RBS 인식을 차단시키며 16s rRNA와 RBS를 합체해 차단시키는데 이때 RBS에 직접 결합을 하지 않고 모든 T/L 차단을 방지한다.

RNA 구조 요인으로는 mRNA의 내부 base Pairing으로 RBS를 가리는데 T/L시 리보솜이 지나간 후에 Base Pairing이 끊어져 ORF가 발현된다.

Autorepressor로는 각 Operon에서 하나 이상 Protein은 T/L Repressor로 존재하고 있고, 자체 mRNA의 5'end의 T/L 개시 시퀀스 근처에서 결합과 방해를 한다.

만약 rRNA가 많으면 rRNA에 결합해 rRNA의 correct 구조를 유지시킨다.

만약, rRNA가 모자라면, mRNA에 결합해 T/L repression한다.

진핵세포에서의 글로벌 규제는 영양 부족과 세포질 스트레스로 인한 T/L 규제이다.

이는 mRNA 인식에서 40s 와 개시 tRNA 바인딩 독립적으로 각각 단백질 합성을 중단시키며 Phosphorylation 조절에 의해 제어된다.

또한 eIF2-GTP로 tRNAi P로 유도 조절과, eIF4E의 조절도 있으며, Iron-Regulated도 있다.

T/L 의존 규제법(mRNA 제거법)도 있는데, tmRNA는 원핵세포에서 tRNA와 mRNA 모양을 가지는 것, ssrA RNA는 Stop 코돈을 가지고 있어서 mRNA site로 들어가 정지시키는 방법도 있다.