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Lexikon der Biologie: Initiationsfaktoren

Initiationsfaktoren [von *init- ], Proteine, die als Hilfsfaktoren zur Initiation der Translation erforderlich sind. Bei diesem Prozeß wird das Start-Codon AUG der mRNA positioniert und damit auch das Lese-Raster festgelegt. Initiationsfaktoren werden mit IF bezeichnet, eukaryotische erhalten das Präfix „e“. Bei Bakterien sind 3 Initiationsfaktoren (IF-1, IF-2 und IF-3) bekannt. Auf der mRNA befindet sich wenige Nucleotide vor dem Start-Codon AUG die sog. Shine-Dalgarno-Sequenz, welche die Bindung an die kleine ribosomale 30S-Untereinheit vermittelt. An diese kleine ribosomale Untereinheit sind die Initiationsfaktoren IF-1 und IF-3 gebunden, die Bindung der ersten tRNA an das Startcodon wird durch IF-2 mit gebundenem GTP vermittelt. IF-3 bewirkt die Bindung von mRNA-Startstellen an die ribosomale 30S-Untereinheit und verhindert gleichzeitig die vorzeitige Bildung von 70S-Ribosomen aus ribosomalen 30S- und 50S-Untereinheiten. Unter Hydrolyse von GTP und Freisetzung der Initiationsfaktoren IF-1 und IF-3 sowie IF-2 GDP und Pi wird der 70S-Initiationskomplex gebildet. Zur Translation eukaryotischer mRNA sind ebenfalls mehrere Initiationsfaktoren ( vgl. Tab. ), die zum Teil aus mehreren Untereinheiten bestehen, erforderlich. Die mRNAs der Eukaryoten weisen keine Shine-Dalgarno-Sequenz auf, vielmehr spielen hier die Enden der mRNA (7-Methylguanosin-Cap am 5'-Ende und der Poly(A)+-Teil am 3'-Ende) eine Rolle bei der Initiation. Die Regulation der Translation erfolgt bei Eukaryoten fast ausschließlich auf der Stufe der Initiation; der Mechanismus der Translationskontrolle über die Phosphorylierung des Initiationsfaktors eIF-2 konnte im molekularen Detail aufgeklärt werden. Die Transkriptionsfaktoren werden mitunter auch als Initiationsfaktoren der Transkription bezeichnet.

Initiationsfaktoren

Initiationsfaktoren der Translation (Translationsfaktoren) bei Eukaryoten (Auswahl). Die Nomenklatur der Faktoren ist z.T. nicht einheitlich geregelt.

Faktor Aktivität Untereinheiten [UE]
(relative Molekülmasse)
eIF-1A Stimuliert Bildung und stabilisiert den 43S-Initiationskomplex 17.000
eIF-2 Aktiviert Bindung von Met-tRNA an die 40S-UE (GTP-abhängig) α: 36.000, β: 38.000, γ: 55.000
eIF-2B (GEF) Vermittelt GDP/GTP-Austausch an eIF-2 α: 26.000, β: 39.000, γ: 58.000, δ: 67.000, ε: 82.000
eIF-3 Bindet an die 40S-UE und verhindert Zusammenlagerung mit der 60S-UE; notwendig, damit die 40S-UE mit dem ternären Komplex an das 5'-Ende binden kann ca. 8 UE, zusammen ca. 550.000
eIF-3A (eIF-6) Bindet an die 60S-UE und verhindert Zusammenlagerung mit der 40S-UE 25.000
eIF-4-Komplex: (eIF-4F) Vorbereitung der mRNA zur Bindung an den 43S-Initiationskomplex
eIF-4E Erkennung und Bindung der cap- Struktur 25.000
eIF-4G Bindung an eIF-4 und eIF-3
eIF-4A Bindet an die cap-Region und entwindet Sekundärstrukturen; ATP-abhängig 44.000
eIF-4B Trägt zur weiteren Entwindung bei, bindet die mRNA an den 43S-Initiationskomplex und stimuliert das Auffinden des Start-Codons 80.000
P220 Stimuliert die Zusammenlagerung des eIF-4-Komplexes 220.000
eIF-5 Setzt die an den 48S-Initiationskomplex gebundenen Faktoren frei; GTP-abhängig; notwendig zur Bindung der 60S-UE 150.000
eIF-6 Bindet an die 60S-UE und verhindert Zusammenlagerung mit der 40S-UE; großer Anteil an Antiassoziationsaktivität; Freisetzung nach Eintritt der großen UE

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Wolf, Dr. Matthias (M.Wo.)
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Wülker, Prof. Dr. Wolfgang (W.W.)
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