موضوع مقاله: فاکتور آغازگر یوکاریوتی-۴ ای | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # فاکتور آغازگر یوکاریوتی-۴ ای | مقدمه: این فاکتورها برای اتصال آران‌ای پیام‌رسان به زیرواحدهای ریبوزومی ۴۰اس مورد نیاز هستند. | ## بخش 1: فاکتور آغازگر یوکاریوتی-۴ ای | علاوه بر این، این پروتئین‌ها هلیکازهایی هستند که عملکرد آن‌ها باز کردن آران‌ای دو رشته‌ای است. پیش‌زمینه مکانیسم‌های حاکم بر بقای پایه در سلول‌های یوکاریوتی بسیار پیچیده هستند؛ بنابراین جای تعجب نیست که تنظیمات در چندین مرحله از بیوسنتز پروتئین رخ می‌دهند – تنظیم ترجمه اکنون به حوزه‌ای تبدیل شده است که به خوبی مورد مطالعه قرار گرفته است. کنترل ترجمه در انسان به دلیل مفاهیم و پیامدهایش در طیف گسترده‌ای از بیماری‌ها، به موضوعی با جذابیت روزافزون برای تحقیق تبدیل شده است. ارتولوگ‌های بسیاری از فاکتورهای دخیل در ترجمه انسانی در طیف وسیعی از موجودات یوکاریوتی مشترک هستند؛ برخی از این موجودات به عنوان سیستم‌های مدل برای بررسی مراحل آغاز و طویل‌شدن ترجمه مورد استفاده قرار می‌گیرند، برای مثال: تخم‌های توتیای دریایی هنگام لقاح، مغز جوندگان و رتیکولوسیت‌های خرگوش. پژوهشگران فرانسوی، مونو و ژاکوب از نخستین کسانی بودند که پیشنهاد کردند «سنتز پروتئین‌های منفرد ممکن است در یک سلول، تحت تأثیر عوامل خارجی خاص برانگیخته یا سرکوب شود، و نرخ‌های نسبی که در آن پروتئین‌های مختلف تولید می‌شوند ممکن است بسته به شرایط خارجی به شدت تغییر کنند». تقریباً نیم قرن پس از فوران فرضیاتی که از آشکار شدن اصل مرکزی زیست‌شناسی مولکولی پدید آمدند – که فرض قبلی مونو و ژاکوب نمونه‌ای از آن است – محققان معاصر هنوز مطالب زیادی برای آموختن دربارهٔ تعدیل بیان ژنتیکی دارند. | ## بخش 2: فاکتور آغازگر یوکاریوتی-۴ ای | سنتز پروتئین از آران‌ای پیام‌رسان بالغ در یوکاریوت‌ها به مراحل آغاز، طویل‌شدن و پایان ترجمه تقسیم می‌شود؛ که در این میان، آغاز ترجمه مرحلهٔ محدودکنندهٔ سرعت است. در فرایند آغاز ترجمه، گلوگاه اندکی پیش از اتصال ریبوزوم به کلاهک ۵’ m7GTP که توسط تعدادی از پروتئین‌ها تسهیل می‌شود، رخ می‌دهد؛ در همین مرحله است که محدودیت‌های ناشی از استرس، گرسنگی اسید آمینه‌ای و غیره اثر خود را می‌گذارند. عملکرد کمپلکس فاکتور ۲ آغازگر یوکاریوتی (eIF2) یک کمپلکس سه‌گانه با گوانوزین تری‌فسفات و متیونین-آران‌ای حامل آغازگر تشکیل می‌دهد – این فرایند توسط تبادل نوکلئوتید گوانین و فسفریلاسیون تنظیم می‌شود و به عنوان عنصر تنظیمی اصلی در گلوگاه بیان ژن عمل می‌کند. پیش از آنکه ترجمه بتواند به مرحله طویل‌شدن پیش برود، تعدادی از فاکتورهای آغازگر باید هم‌افزایی ریبوزوم و آران‌ای پیام‌رسان را تسهیل کرده و اطمینان حاصل کنند که ناحیه ۵’ UTR در آران‌ای پیام‌رسان به اندازه کافی فاقد ساختار دوم پروتئین است. اتصال به این شیوه توسط فاکتورهای آغازگر یوکاریوتی گروه ۴ تسهیل می‌شود؛ eIF4F در تنظیم نرمال ترجمه و همچنین دگرگونی و پیشرفت سلول‌های سرطانی نقش دارد؛ به همین دلیل، یک حوزه تحقیقاتی جذاب به‌شمار می‌رود. ژن‌ها در انسان، ژنی که ایزوفرم ۱ از فاکتور آغازگر یوکاریوتی-۴ ای را کدگذاری می‌کند، دارای طول رونوشت ۱۷۴۱ جفت‌باز (bp) است، شامل ۱۱ اگزون می‌باشد و روی کروموزوم ۱۷ قرار دارد. | ## بخش 3: فاکتور آغازگر یوکاریوتی-۴ ای | ژن‌های مربوط به ایزوفرم‌های ۲ و ۳ انسانی به ترتیب روی کروموزوم‌های ۳ و ۱۷ واقع شده‌اند. پروتئین‌ها فاکتور آغازگر یوکاریوتی-۴ ای با ۴۰۷ واحد اسید آمینه‌ای و وزن ۴۶ کیلودالتون، عضو نمونهٔ خانواده هلیکازهای دد باکس است؛ که به دلیل توالی حفاظت‌شدهٔ چهار باقی‌مانده‌ای D-E-A-D به این نام خوانده می‌شوند. این خانواده از هلیکازها در طیف وسیعی از موجودات پروکاریوتی و یوکاریوتی از جمله انسان یافت می‌شوند و فرآیندهای متنوعی از جمله جنین‌زایی، پیرایش آران‌ای و همچنین آغاز ترجمه را کاتالیز می‌کنند. تحلیل کریستالوگرافی فاکتور آغازگر یوکاریوتی-۴ ای مخمر که توسط کاروترز و همکاران (۲۰۰۰) انجام شد، نشان داد که طول این مولکول تقریباً ۸۰ آنگستروم است و شکلی «دمبلی» دارد که بخش میانی آن نشان‌دهنده یک رابط ۱۱ باقی‌مانده‌ای (۱۸ آنگستروم) است؛ فرض بر این است که این رابط، درجه‌ای از انعطاف‌پذیری و کشسانی را به مولکول در محلول می‌بخشد. سه ایزوفرم از فاکتور آغازگر یوکاریوتی-۴ ای وجود دارد؛ ایزوفرم‌های ۱ و ۲ دارای ۹۵٪ شباهت اسید آمینه‌ای هستند و به‌طور هم‌زمان در فاکتور آغازگر یوکاریوتی-۴ اف رتیکولوسیت خرگوش، به ترتیب با نسبت ۴ به ۱ یافت شده‌اند. | ## جمع‌بندی | تصور می‌شود ایزوفرم سوم، یعنی فاکتور آغازگر یوکاریوتی-۴ ای۳، که تنها ۶۵٪ با سایر ایزوفرم‌ها شباهت دارد، یکی از اجزای اصلی کمپلکس اتصال اگزون باشد که در پیرایش pre-mRNA نقش دارد.