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Lexikon der Biologie: Translationskontrolle

Translationskontrolle w, Regulation der Proteinsyntheserate (Translation) aller zellulären mRNAs (messenger-RNA) oder einzelner mRNA-Spezies (globale und differentielle Regulation). Die Translationskontrolle erlaubt der Zelle, unabhängig von den vorausgehenden Regulationsprozessen wie Transkription oder mRNA-Prozessierung, nur die tatsächlich aktuell benötigten Proteine in angemessener Menge zu bilden. Damit kann die Zelle auf rasch wechselnde intra- oder extrazelluläre Bedingungen, wie z.B. bei Hitzeschock (heat-shock-Proteine), Virusinfektion, Serum- oder Aminosäurenmangel, reagieren. In Prokaryoten spielt die Translationskontrolle wegen der engen zeitlichen und räumlichen Kopplung von Transkription und Translation nur eine untergeordnete Rolle. Trotzdem sind auch hier prinzipiell fast alle Regulationsmechanismen der Translation verwirklicht, wie sie im folgenden ( vgl. Infobox ) für Eukaryoten beschrieben werden. So spielt auch hier die Zugänglichkeit der Ribosomenbindungsstelle (Shine-Dalgarno-Sequenz) und der Initiationsregion, die durch Sekundärstruktur oder, wie bei mRNAs für ribosomale Proteine (Ribosomen), durch gebundene Proteine eingeschränkt sein kann, eine wichtige Rolle für eine effiziente Initiation. Zusätzlich treten in Prokaryoten noch einige spezielle Phänomene der Translationskontrolle, wie z.B. Attenuation (Attenuatorregulation), auf. In eukaryotischen Zellen (Eucyte) stellt die Translationskontrolle neben der Transkription, RNA-Prozessierung und anderem eine der wichtigsten Regulationsebenen der Genexpression dar (Genregulation). Auch die meisten viralen sowie die zellulären antiviralen Strategien beeinflussen die Translationsrate zellulärer bzw. viraler mRNAs. Translationskontrolle findet fast ausschließlich bei der Initiation der Translation statt ( vgl. Abb. ). Veränderungen der Geschwindigkeit der Elongation wird nur selten beobachtet und korreliert dann häufig mit der Initiationsfrequenz an der entsprechenden mRNA.

J.S./M.B.



Translationskontrolle
Schematische Darstellung des Ablaufs der Translation in Eukaryoten. Die beteiligten Faktoren (Elongations-, Initiations- bzw. Releasing-Faktoren) sind als Kreise, Vierecke oder andere Figuren mit den entsprechenden Zahlen bzw. Zahlen-Buchstaben-Kombinationen angegeben. Die wichtigsten Angriffspunkte der Translationskontrolle über Phosphorylierung von Initiationsfaktoren sind eIF-2, der an der Bildung des sog. Ternärkomplexes (aus Methionyl-tRNA, eIF-2 und GTP) und dessen Bindung an die 40S-Untereinheit beteiligt ist (linke obere Bildhälfte), und eIF-4F, der die Erkennung der Cap-Struktur und die Bindung gecappter mRNA an die 40S-Untereinheit vermittelt (rechte obere Bildhälfte).
Abk.: RF = Releasing-Faktor, Terminationsfaktor der Translation; eEF = eukaryotischer Elongationsfaktor; eIF = eukaryotischer Initiationsfaktor.

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