Információ

19.4: Fordítás – Biológia

19.4: Fordítás – Biológia



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

A. A fordítás áttekintése (fehérjék szintézise)

Mint minden sejtben történő polimerizáció, a transzláció három lépésben megy végbe: megindítás, inicializálás riboszómát, mRNS-t és an kezdeményező A tRNS együtt iniciációs komplexet képez. Megnyúlás aminosavak egymás utáni hozzáadása egy növekvő polipeptidhez. Felmondás szekvenciák (az egyik stopkodon) jelzik az mRNS-ben és a fehérjében terminációs tényezők amelyek megszakítják a megnyúlást és felszabadítanak egy kész polipeptidet. A fordítás eseményei meghatározott időpontban történnek A, P és E helyek a riboszómán (lásd az alábbi rajzot).

B. Fordítás – Első lépések

1. Aminoacil-tRNS-ek előállítása

A transzláció talán a legenergiaigényesebb munka, amelyet egy sejtnek el kell végeznie, kezdve az aminosavak tRNS-eihez való kapcsolásával. A bázikus amino-acilezési reakció minden aminosav esetében azonos. Egy különleges aminoacil-tRNS a szintáz minden tRNS-t a (díjak) megfelelő aminosav. A tRNS-ek feltöltéséhez ATP-re van szükség, és három lépésben történik (lásd alább).

Az első lépésben az ATP és egy megfelelő aminosav kötődik az aminoacil-tRNS szintázhoz. Az ATP hidrolizálódik, pirofoszfát (PPi) szabadul fel, és egy enzim-AMP-aminosav komplex marad vissza. Ezután az aminosav átkerül az enzimbe, felszabadítva az AMP-t. Végül a tRNS kötődik az enzimhez, az aminosav átkerül a tRNS-be, és az ép enzim regenerálódik és felszabadul. A töltött tRNS készen áll a transzlációban való felhasználásra.

Számos tanulmány már megállapította, hogy a polipeptidek amino (N-) terminálisuktól karboxil (C-) végükig szintetizálódnak. Amikor lehetővé vált a polipeptidek aminosavszekvenciájának meghatározása, kiderült, hogy a polipeptidek körülbelül 40%-a E. coli fehérjék N-terminális metionint tartalmaztak, ami arra utal összes A fehérjék egy metioninnal kezdõdtek. Az is kiderült, hogy bár a metioninnak csak egy kodonja van, a metionin számára két különböző tRNS izolálható. Az egyik tRNS egy metioninhoz kötődött, amelyet módosított formilezés, hívott formil-metionin-tRNSfmet(vagy fmet-tRNAf röviden). A másik az volt metionin-tRNStalálkozott (met-tRNStalálkozott röviden), módosítatlan metioninnal töltve.

A metionint és a formilezett metionint az alábbiakban mutatjuk be.

tRNStalálkozott és tRNAf mindegyik rendelkezik egy antikodonnal az AUG-hoz, amely a metionin egyetlen kodonja, de különböző bázisszekvenciákkal rendelkeznek, amelyeket különböző tRNS-gének kódolnak. tRNStalálkozott a metionin beillesztésére szolgál egy polipeptid közepébe. A tRNAf az iniciátor tRNS, és csak új polipeptidek formil-metioninnal történő indítására használják. A prokariótákban a met-tRNS-en lévő metionin az aminocsoportjánál formilálódik, hogy az fmet-tRNS-t kapja. Az ezt végző formilező enzim nem ismeri fel a met-tRNS metioninttalálkozott.

Ban ben E. coli, a formiláz Az enzim eltávolítja a formilcsoportot az összes N-terminális formil-metioninból egy bizonyos ponton a transzláció megkezdése után. Amint megjegyeztük, magát a metionint (és néha több N-terminális aminosavat) is eltávolítják az E. coli polipeptidek körülbelül 60%-áról. Az eukarióták mind az iniciátor tRNS-t, mind a tRNSmet-et örökölték, csak a met-tRNS-t használták az iniciáció során. A met-tRNSf eukarióta iniciátoron lévő metionin azonban soha nem formilálódik először. Mi több, a metionin gyakorlatilag minden érett eukarióta polipeptidből hiányzik.

Az evolúció korai szakaszában az iniciátor tRNS iránti igénynek megfelelő kiindulási pontot kellett biztosítania az mRNS-en történő transzlációhoz, és így a polipeptid egyik végétől a másikig, azaz az N-végétől a C-terminálisáig történő növekedéséhez. Egy időben az N-terminális metionin formilezése arra szolgálhatott, hogy blokkolja az aminosavak véletlen hozzáadását vagy más módosításokat a polipeptid N-terminálisán. Ma úgy tűnik, hogy a formilezés egyfajta molekuláris függelék a baktériumokban. Azóta az evolúció (legalábbis az eukariótákban) más jellemzőket választott a formilezés helyére, mint a polipeptidek N-terminálisának védelmezőjeként.

2. Beavatás

Most, hogy feltöltöttük a tRNS-eket, közelebbről megvizsgálhatjuk a transzláció három lépését. A transzlációs iniciáció megértése az E. coli sejtek sejtmentes (in vitro) fehérjeszintézishez szükséges komponenseinek molekuláris boncolásával kezdődött, beleértve a sejtfrakcionálást, a fehérjetisztítást és a rekonstrukciós kísérleteket. A beavatás azzal kezdődik, amikor a Shine-Delgarno szekvencia H-kötéseket alkot egy komplementer szekvenciával a 16S rRNS 30S riboszomális alegységhez kötődik. A Shine-Delgarno szekvencia egy rövid nukleotidszekvencia az 5'-ben. lefordítatlan régió (5’-UTR). Ehhez a beavató tényezők részvétele szükséges IF1 és IF3. Ebben az esetben az IF1 és IF3, valamint az mRNS a 30S riboszomális alegységhez kötődik (lent).

Az mRNS riboszomális alegységhez való kötődésének kimutatása szükségessé tette a 30S riboszomális alegység, a sejt RNS-frakciójának izolálását és elválasztását, valamint az iniciációs faktor fehérjék megtisztítását a baktériumsejtekből. Ezt követte a rekonstitúció (az elválasztott frakciók összeadása) a megfelelő sorrendben, amely azt mutatja, hogy az mRNS csak a két specifikus iniciációs faktor fehérje jelenlétében kötődik a 30S alegységhez.

Ezután a GTP és egy másik iniciációs tényező segítségével (IF2), az fmettRNAf iniciátor felismeri és kötődik az összes mRNS-ben található AUG startkodonhoz. Egyesek a kapott szerkezetet (lásd alább) a Beavatási komplexum, amely magában foglalja a 30S riboszomális alegységet, az Ifs 1-et, 2-t és 3-at, valamint az fmet-tRNS-t.

Az iniciáció utolsó lépésében a nagy riboszomális alegység ehhez a komplexhez kötődik. Az IF 1, 2 és 3 leválik a riboszómáról és az iniciátor fmet-tRNS-rőlfmet a riboszóma P helyére kerül.

Vannak, akik az ezen a ponton kialakult struktúrát inkább iniciációs komplexumnak nevezik (lent).

Az iniciáció többször is megtörténhet egyetlen mRNS-en, ami az 1. fejezetben leírt poliriboszómát vagy poliszómát képezi. A fent képzett komplexek mindegyike részt vesz a következőkben ismertetett polipeptid meghosszabbításában.

3. Megnyúlás

Az elongáció fehérjefaktor által közvetített kondenzációs reakciók és riboszóma mozgások sorozata egy mRNS mentén. Amint látni fogja, a polipeptid meghosszabbítása jelentős szabadenergia-bevitelt igényel.

A) Megnyúlás 1

Az elongáció első lépése a következő aminoacil-tRNS belépése (aa2- tRNAaa2), amely a GTP hidrolízis szabad energiáját igényli. Az energiát a GTP-hez kötött 2-es nyúlási tényező hidrolízise biztosítja (EF2-GTP). Az aa2-tRNAaa2 kodon-antikodon kölcsönhatás alapján lép be a riboszómába A az alábbiak szerint.

A GDP disszociál az EF2-től, mivel az aa2-tRNAaa2 megköti az antikodont az A helyen. A megnyúlás folyamatos mozgása érdekében az elongációs faktor (EF3) a GDP-t GTP-vé foszforilálja, amely újra kapcsolódhat a szabad EF2-hez.

B) Megnyúlás 2

Peptidil transzferáz, a ribozim magának a riboszómának a komponense, a bejövő aminosavat egy kondenzációs reakcióban növekvő lánchoz kapcsolja.

Ebben a reakcióban az fmet átkerül a P helyen lévő iniciátor tRNS-ről az A helyen lévő aa2-tRNSaa2-re, peptidkötést képezve az aa2-vel.

C) Megnyúlás 3

Transzlokáz katalizálja a GTP hidrolízisét, miközben a riboszóma az mRNS mentén mozog (áthelyeződik). A transzlokáció után a következő mRNS kodon megjelenik a riboszóma A helyén, és az első tRNS (ebben a példában a tRNSf) a riboszóma E helyén köt ki.

Az alábbiakban bemutatjuk a riboszóma mozgását az mRNS mentén.

A tRNS, amely már nem kapcsolódik aminosavhoz, kilép az E-helyről, amikor a következő (3.) aa-tRNS belép az üres A-helyre, egy specifikus kodon-antikodon kölcsönhatás alapján (amelyet megnyújtási faktorok segítenek, és GTP-hidrolízis hajtja végre). hogy újabb nyúlási ciklust kezdjünk. Megjegyzendő, hogy minden megnyújtási ciklusban egy ATP-t használnak fel, hogy minden aminosavat a tRNS-hez kapcsolódjanak, és magában a ciklusban két GTP hidrolizál. Más szóval, három NTP árán a fehérjeszintézis a legdrágább polimer szintézis reakció a sejtekben!

211 Elongáció: A transzlokáz mozgatja a riboszómákat az mRNS mentén

Ahogy a polipeptidek megnyúlnak, végül a nagy riboszomális alegység egy barázdájából bukkannak elő. Mint megjegyeztük, egy formiláz enzim a E. coli A citoplazma eltávolítja a formilcsoportot a kitett iniciációs fmet-ből az összes növekvő polipeptidből. Míg mintegy 40%-a E. coli A polipeptidek még mindig metioninnal kezdődnek, specifikus proteázok katalizálják az amino-terminális metionin (és néha még több aminosav) hidrolitikus eltávolítását a polipeptidek másik 60%-áról. A formilcsoport és egy vagy több N-terminális aminosav eltávolítása új polipeptidekből a transzláció utáni feldolgozás példája.

4. Felmondás

Az mRNS riboszóma általi transzlációja akkor ér véget, amikor a transzlokáció feltárja a riboszóma A helyén található három stopkodon egyikét. A stopkodonok nem helyezkednek el bizonyos távolságra az mRNS 3'-végétől. A stopkodon és az mRNS vége közötti régiót a 3’ lefordítatlan régió a hírvivő RNS-ből (3’UTR).

Mivel nincs aminoacil-tRNS antikodonnal a stopkodonokhoz (UAA, UAG vagy UGA), a riboszóma valójában leáll, és a transzláció lassulása éppen elég hosszú egy fehérjéhez. befejezési tényező hogy belépjen az A oldalra. Ez a kölcsönhatás az új polipeptid felszabadulását és a riboszomális alegységek mRNS-ből való szétválását okozza. A folyamat egy újabb GTP-hidrolízisből származó energiát igényel. A disszociáció után a riboszómális alegységek mRNS-sel újra összeállíthatók a fehérjeszintézis újabb köréhez. A fordítás befejezése az alábbiakban látható.

Láttunk néhány példát a poszttranszlációs feldolgozásra (formilcsoportok eltávolítása a E. coli, az N-terminális metionin eltávolítása a legtöbb polipeptidből stb.) A legtöbb fehérje, különösen az eukariótákban, egy vagy több további poszttranszlációs feldolgozási lépésen megy keresztül, mielőtt biológiailag aktívvá válna. A következő fejezetekben példákat fogunk látni.

Zárjuk le ezt a fejezetet egy „azt hittük, mindent tudunk” pillanattal! Egy friss tanulmány szerint a riboszómák néha képesek újra kezdeményezni transzláció egy mRNS 3’ UTR-ében az AUG kodonok felhasználásával az mRNS normál startkodonja előtt. Bizonyíték van arra, hogy a kapott rövid polipeptidek működőképesek lehetnek! További információért kattintson ide: ide.


19.4: Fordítás - Biológia

Új nemzetközi verzió
Ez a szabály mindenkire vonatkozik, aki megöl egy embert, és oda menekül a biztonság kedvéért —aki megöli a szomszédját akaratlanul, rosszindulat nélkül.

Új élő fordítás
“Ha valaki véletlenül, előzetes ellenségeskedés nélkül megöl egy másik embert, a gyilkos bármelyik városba elmenekülhet, hogy biztonságban éljen.

angol szabványos verzió
“Ez az embergyilkos ellátása, aki odamenekülve megmentheti az életét. Ha valaki véletlenül megöli a szomszédját anélkül, hogy a múltban gyűlölte volna—

Berean tanulmányi biblia
Most ez a helyzet azzal az emberölővel kapcsolatban, aki e városok egyikébe menekül, hogy megmentse az életét, miután véletlenül megölte szomszédját anélkül, hogy kárt akart volna tenni benne:

King James Biblia
És ez van a gyilkos esete, aki odamenekül, hogy éljen: Aki tudatlanul megöli felebarátját, akit régen nem gyűlölt

Új King James verzió
“És ez van az emberölő esete, aki odamenekül, hogy éljen: Aki véletlenül megöli felebarátját, nem gyűlölte őt régebben—

Új amerikai szabványos Biblia
“Most ez annak a helyzete, aki emberölést követ el, és lehet, hogy odamenekül, és életben marad: amikor véletlenül megöli barátját, nem gyűlölve őt korábban—

NASB 1995
“Most ez az embergyilkos esete, aki esetleg odamenekülhet, és életben marad: amikor véletlenül megöli barátját, anélkül, hogy korábban gyűlölte volna—

NASB 1977
“Most ez az embergyilkos esete, aki esetleg odamenekülhet, és életben marad: amikor véletlenül megöli barátját, anélkül, hogy korábban gyűlölte volna—

Bővített Biblia
“Most ez az elkövető (embergyilkos) esete, aki megszökhet oda és élhet [védve a bosszútól]: amikor megöli felebarátját szándékosan, anélkül, hogy korábban gyűlölte őt—

Christian Standard Biblia
“Íme a törvény arra az esetre vonatkozóan, amikor valaki megöl egy embert, és odamenekül, hogy megmentse az életét, miközben véletlenül megölte szomszédját anélkül, hogy korábban gyűlölte volna:

Holman Christian Standard Biblia
Íme a törvény egy olyan esetről, amikor valaki megöl egy embert, és odamenekül, hogy megmentse az életét, miközben véletlenül megölte szomszédját anélkül, hogy korábban gyűlölte volna:

Amerikai szabványos verzió
És ez az emberölő esete, aki oda menekül és él: aki megöli felebarátját, nem tudva, és nem gyűlölte őt régen.

Arámi Biblia egyszerű angol nyelven
És ez annak a gyilkosnak a joga, aki megölte a szomszédját, aki él azután, hogy megölte a szomszédját anélkül, hogy az ő döntése lett volna, és nem gyűlölte sem tegnaptól, sem tegnapelőtt

Brenton Septuaginta fordítás
És ez legyen az emberölő rendelete, aki oda menekül, és életben marad, aki tudatlanul verte meg felebarátját, holott nem gyűlölte őt régen.

Douay-Rheims Biblia
Ez legyen a menekülő gyilkos törvénye, akinek az életét meg kell menteni: Aki tudatlanul megöli felebarátját, és akiről bebizonyosodott, hogy tegnap és tegnapelőtt sem gyűlölködött ellene.

Átdolgozott angol verzió
És ez az emberölő esete, aki oda fog menekülni és élni fog: aki megöli felebarátját, nem tudva, és nem gyűlölte őt régen.

Good News fordítás
Ha véletlenül megölsz valakit, aki nem az ellenséged, elmenekülhetsz bármelyik városba, és biztonságban leszel.

ISTEN SZAVA® Fordítás
Az a személy, aki szándékosan megöl valakit, akit a múltban soha nem gyűlölt, elfuthat e városok egyikébe, hogy megmentse az életét.

Nemzetközi szabványos verzió
„Most minden odamenekülő gyilkosnak ez a helyzete: tegyük fel, hogy akaratlanul is megüti a barátját, mivel korábban nem gyűlölte.

JPS Tanakh 1917
És ez az emberölő esete, aki oda menekül, és él: aki megöli felebarátját, nem tudva, és nem gyűlölte őt régen.

Literal Standard verzió
Ez pedig az emberölő dolga, aki oda menekül, és élt: aki tudtán kívül megüti felebarátját, és korábban nem gyűlöli őt—

NET Biblia
Most ez a törvény arra vonatkozik, aki oda menekül élni, ha véletlenül megölt egy másikat anélkül, hogy gyűlölte volna a baleset idején.

New Heart angol Biblia
Ez az emberölő esete, aki oda menekül és él: aki megöli felebarátját tudtán kívül, és nem gyűlölte őt régen.

Világ angol Biblia
Ez az emberölő esete, aki oda menekül és él: aki megöli felebarátját tudtán kívül, és régen nem gyűlölte.

Young szó szerinti fordítása
És ez az emberölő dolga, aki oda menekül, és él: Aki tudtán kívül megveri felebarátját, és mindeddig nem gyűlöli,

Számok 35:9
Akkor ezt mondta az ÚR Mózesnek:

Számok 35:12
Legyenek neked ezek a városok menedékül a bosszúálló elől, hogy az emberölő meg ne haljon, amíg nem áll bíróság elé a gyülekezet előtt.

5Móz 19:3
Építsetek magatoknak utakat, és osszátok három részre azt a földet, amelyet az Úr, a ti Istenetek ad néktek örökségül, hogy minden emberölő elmenekülhessen ezekbe a városokba.

5Móz 19:5
Ha bemegy az erdőbe a szomszédjával fát vágni, és meglendíti a fejszéjét, hogy kivágjon egy fát, de a penge leszáll a nyélről, és megüti és megöli a szomszédját, akkor elmenekülhet valamelyik városba, hogy megmentse az életét.

2Sámuel 14:11
„Kérlek – felelte a lány –, a király segítségül hívja az Urat, a te Istenedet, hogy a vérbosszúálló ne fokozza a pusztítást, nehogy a fiam elpusztuljon! „Bizony, él az ÚR – ígérte –, fiad fejéből egy hajszál sem hull a földre.

És ez a gyilkos esete, aki oda menekül, hogy éljen: Aki tudatlanul megöli felebarátját, akit régen nem gyűlölt.

5Mózes 4:42 Hogy a gyilkos oda meneküljön, aki váratlanul megöli felebarátját, és nem gyűlölte őt régen, és hogy e városok valamelyikébe menekülve éljen:

4Móz 35:15-24 Ez a hat város menedék lesz, mindkét Izrael fiaiért és az idegenekért és a köztük lévőkért: hogy mindenki, aki véletlenül megöl valakit, oda meneküljön…

5Móz 19:6 Nehogy a vér bosszúállója üldözze a gyilkost, miközben forró a szíve, és el ne érje, mert hosszú az út, és meg ne ölje, míg ő volt nem méltó a halálra, mivel a múltban nem gyűlölte.

1Móz 31:2 És látta Jákób Lábán arcát, és íme volt nem felé, mint korábban.

Józsué 3:4 Mégis legyen űr köztetek és közötte, mérték szerint körülbelül kétezer sing; ne közeledjetek hozzá, hogy megtudjátok az utat, amelyen haladnotok kell, mert nem mentetek el. ez eddigi módon.


ÁTÍRÁSI TÉNYEZŐK | ATF

ATF-ek stresszreakcióban

Az ATF4 jól dokumentált, hogy szerepet játszik az endoplazmatikus retikulum (ER) stresszválaszában. Az ER a plazmamembránra vagy szekrécióra szánt fehérjék megfelelő hajtogatásához és feldolgozásához szükséges organellum. Amikor az ER-ben fel nem hajtogatott vagy rosszul hajtogatott fehérjék halmozódnak fel, a sejt komplex és jól koreografált választ indít el – ER stresszválaszt vagy unfolded protein választ (UPR) –, hogy továbbítsa a jeleket az ER-ből a sejtmagba és a citoplazmába. Az ER stresszválasz egyik eredménye az eIF2 aktiválása α PEK kináz (más néven PERK vagy EIF2AK3), amely az eIF2 transzlációs iniciációs faktort foszforileziα. eIF2α A foszforiláció gyengíti a legtöbb mRNS transzlációját, hogy csökkentse az ER terhét, ugyanakkor növeli a specifikus mRNS-ek, köztük az ATF4 mRNS transzlációját. Az ATF4 viszont számos downstream gén expresszióját aktiválja, feltehetően azért, hogy segítse a sejtet megbirkózni a stresszel. Az ATF4 fehérjeszintézis preferenciális felszabályozása az eIF2 általα A foszforiláció az ATF4-et kritikus helyzetbe hozza a celluláris stresszválaszban. Mivel más stressz-útvonalak, mint például a vírusfertőzés és a tápanyaghiány, szintén eIF2-hez vezetnekα foszforiláció, az ATF4 integrációs pontként szolgál különféle stresszválaszokhoz.

Az ATF6 is jól dokumentált, hogy szerepet játszik az ER stresszválaszban. Prekurzor fehérjeként szintetizálódik, amely a Bip/grp78 ER chaperonhoz kötődik és az ER membránon lokalizálódik. Az ER stressz során az ATF6 disszociál a Bip/grp78-ról, és a Golgi-ba transzlokálódik, ahol proteázok hasítják fel, hogy felszabadítsák aktív N'-terminális doménjét (ATF6N vagy p50). Az ATF6N ezután a sejtmagba transzlokálódik, és felszabályozza a célgénjeit, beleértve az ER chaperon fehérjéket kódoló géneket is. Lényeges, hogy az ATF6N a génexpressziót is csökkentheti: kötődik a szterin szabályozóelem-kötő fehérjéhez 2 (SREBP2), és elnyomja a SREBP2 célgénjeit, ami a SREBP2 lipogén hatásainak gyengülését eredményezi. Ennek a hatásnak jelentős fiziológiai következményei vannak, mivel a hosszan tartó tápanyag-megvonás, mint például az aminosav- vagy glükózhiány, ER stresszt vált ki. Az ATF6 aktiválásával a sejtek csökkentik a SREBP2 lipogén hatását, így energiaforrásokat takarítanak meg a stressznek való kiálláshoz. Ezért az ATF6 fontos szerepet játszik az ER stresszben és a stresszválasz koordinálásában az energia homeosztázissal.

Az ATF2 egy mindenütt expresszálódó fehérje, amelynek legmagasabb szintje az agyban található. Különféle stresszjeleknek való kitettség hatására a mitogén-aktivált protein-kináz (MAPK) kaszkádok, beleértve a p38 és JNK/SAPK útvonalakat, aktiválódnak, ami az ATF2 kettős foszforilációját eredményezi a Thr69-nél és a Thr71-nél. Ennek a kettős foszforilációnak a következménye az ATF2 felezési idejének és transzaktivációs aktivitásának növekedése. Mivel a p38-at és a JNK/SAPK-t számos stresszjel (például genotoxikus szerek, gyulladásos citokinek, UV-sugárzás és ozmotikus stressz) aktiválja, az ATF2-ről jól ismert, hogy fontos szerepet játszik a celluláris stresszválaszban. Az ATF2 másik elismert funkciója az onkogenezisben való részvétele. Az ATF2-t növekedést stimuláló faktorok indukálják Ras- és p38-függő útvonalon keresztül, és úgy gondolják, hogy befolyásolja az onkoproteinek, például a c-Jun, c-Myc, E1A és Tax működését. Például az ATF2 a c-Jun-nal dimerizálódik, és befolyásolhatja a Jun-függő sejtciklus progresszióját, a sejt túlélését és az apoptózist.

Az ATF3 szintén stressz-indukálható gén. Számos laboratóriumból származó elsöprő bizonyítékok azt mutatják, hogy az ATF3-at különféle stresszjelek indukálják. Indukciós módjában azonban eltér a fenti három ATF-től: az ATF2-t poszttranszlációs módosítás indukálja – stressz-kinázok általi foszforiláció Az ATF4-et a transzlációs szabályozás indukálja – az ATF4 mRNS fokozott transzlációja az eIF2-reα foszforiláció Az ATF6-ot poszttranszlációs módosítás – proteolitikus hasítás – indukálja, amely lehetővé teszi a szubcelluláris transzlokációt. Az ATF3 viszont az mRNS-szinten indukálódik, az egyensúlyi állapotú mRNS szintje általában nem detektálható, de nagymértékben megnövekszik, ha a sejteket stresszjeleknek teszik ki. Ennek a tulajdonságnak köszönhetően az ATF3-at számos szűrésben azonosították a DNS microarray segítségével, amely módszer a sejtek egyensúlyi mRNS-szintjeit hasonlítja össze különböző körülmények között.

Az ATF3 indukció egyik drámai jellemzője, hogy nem szövet- és nem ingerspecifikus. Ez a „nem specifikusság” nem egyedi az ATF3-ra. Más géneket, például a Fos-t, a Jun-t és az Erg-1-et, szintén különféle jelek indukálják számos különböző szövetben. Ezért úgy tűnik, hogy a különböző, látszólag független jelekre adott kezdeti genomválasz egy sor közös gének bekapcsolása, függetlenül a jelek természetétől vagy a sejtek típusától. Azt sugallja, hogy a sejtek kontextusa határozza meg, hogy a sejtek hogyan „értelmezik” a jeleket, hogy az eredmények sokféleségét eredményezzék. A jól dokumentált indukció ellenére az ATF3 expresszió funkcionális következménye nem egyértelmű. A jelenlegi szakirodalom alapján a következőket feltételezzük. Az ATF3 modulálja a sejtciklust és a sejthalál mechanizmusát. Bizonyos sejtes körülmények között szöveti diszfunkcióhoz és betegségek kialakulásához vezet. A már transzformált rákos sejtekkel összefüggésben azonban az ATF3 elősegíti a metasztázisokat.


Messenger RNS szintézise: Transzkripció

A transzkripció egy hírvivő RNS-nek (mRNS) nevezett RNS-molekula szintézise a DNS-molekula egyik komplementer szálából. Vannak más típusú RNS-ek is, a leggyakoribb a tRNS (transzfer RNS) és a riboszomális RNS (rRNS), amelyek mindkettő kritikus szerepet játszik a riboszómán történő transzlációban.

Az mRNS célja egy mobil, kódolt iránykészlet létrehozása a fehérjék szintéziséhez. A DNS azon hosszát, amely magában foglalja egyetlen fehérjetermék „tervrajzát”, génnek nevezzük. Mindegyik három nukleotidból álló szekvencia egy adott aminosav előállítására vonatkozó utasításokat tartalmaz, az aminosavak pedig a fehérjék építőkövei, ugyanúgy, ahogy a nukleotidok a nukleinsavak építőkövei.

Vannak 20 aminosav összességében lényegében korlátlan számú kombinációt és így fehérjeterméket tesz lehetővé.

A transzkripció a sejtmagban megy végbe, a DNS egyetlen szála mentén, amely a komplementer száláról transzkripció céljából levált. Az enzimek a gén elején kötődnek a DNS-molekulához, nevezetesen az RNS-polimeráz. A szintetizált mRNS komplementer a templátként használt DNS-szálhoz, és így hasonlít a templátszál saját komplementer DNS-szálára, azzal a különbséggel, hogy az U megjelenik az mRNS-ben, ahol T megjelent volna, ha helyette a növekvő molekula-DNS.


19.4: Fordítás – Biológia

A transzláció egy fehérje szintetizálásának folyamata egy hírvivő RNS-templátból.

Ez a folyamat akkor kezdődik, amikor a riboszóma metionin-tRNS-hez kapcsolt kis alegysége egy mRNS öt elsődleges végéhez kötődik. A kis alegység ezután elkezdi a pásztázást 5-től háromig terjedő irányban, amíg nem találkozik egy AUG kodonnal, amely a transzláció iniciációs helyeként fog szolgálni.

Ezután a metionin tRNS antikodonja párosul az AUG kodonnal, és felveszi a riboszóma nagy alegységét. Az új fehérje szintézise akkor kezdődik meg, amikor az aminosavát hordozó tRNS az mRNS következő kodonjához kötődik az antikodonon keresztül.

Ez a művelet az új aminosavat a korábban beépített aminosav közvetlen közelébe helyezi, amely peptidkötést képez a két aminosav között.

A transzláció folytatódik, amikor a riboszóma a szekvencia következő kodonjára lép. Ezt az előrefelé irányuló mozgást transzlokációnak nevezik, és addig tart, amíg a riboszóma stopkodonnal nem találkozik.

A stopkodonok egyedülállóak abban, hogy nem rendelkeznek tRNS-sel. Ehelyett a felszabadulási faktoroknak nevezett fehérjék a stopkodonhoz kötődnek, ami arra készteti a riboszómát, hogy felszabadítsa az újonnan szintetizált fehérjét, és a riboszómák disszociációját okozza.

13.12: Fordítás

Áttekintés

A transzláció a fehérjék szintetizálásának folyamata a messenger RNS (mRNS) által hordozott genetikai információból. A transzkripciót követően ez a gének expressziójának utolsó lépése. Ezt a folyamatot riboszómák, fehérjekomplexek és speciális RNS-molekulák hajtják végre. A riboszómák, a transzfer RNS (tRNS) és más fehérjék részt vesznek az aminosav-lánc és a polipeptid előállításában.

A fordítás létrehozza az élet építőköveit

A fehérjéket az élet "építőköveinek" nevezik, mivel ezek alkotják az összes élőlény túlnyomó többségét, az izomrostoktól a fejen lévő szőrszálakon át az immunrendszer összetevőiig, és ezeknek a fehérjéknek a tervét a DNS-ben található gének kódolják. minden sejtből. A biológia központi dogmája azt diktálja, hogy a genetikai információ funkcionális fehérjékké alakul át a transzkripció és a transzláció folyamataival.

A fordítás a magon kívül történik

Az eukariótáknak van egy membránhoz kötött magja, ahol az mRNS átíródik a DNS-ből. A transzkripció után az mRNS kikerül a sejtmagból, hogy aminosavakból, mdasha polipeptidből és végül funkcionális fehérjévé alakuljon át. Ez történhet a citoplazmában vagy a durva endoplazmatikus retikulumban, ahol a polipeptidek tovább módosulnak. Ezzel szemben a prokariótáknak nincs nukleáris kompartmentje, ezért a prokariótákban a transzláció a citoplazmában megy végbe, néha az mRNS átírása miatt.

A kodonok szekvenciája az mRNS-ben határozza meg a polipeptid szekvenciát

Az mRNS minden kodonja megfelel a sejtben tárolt 20 aminosav egyikének, valamint a stopkodonoknak, amelyek nem kódolnak aminosavakat. Egy másik RNS-molekula, a transzfer RNS (tRNS) felelős azért, hogy a kodonszekvencia alapján megfelelő aminosavat biztosítson a riboszómákhoz a transzláció során. A tRNS-molekula egyik végén az aminoacil-tRNS szintetázoknak nevezett enzimek kovalensen kötik a specifikus aminosavat a kapcsolódási helyhez, míg a tRNS másik végén található antikodonszekvencia biztosítja, hogy a megfelelő aminosav kerüljön a riboszómába. Egyes tRNS-molekulák egynél több kodonszekvenciához képesek kötődni, ami lehetővé teszi a kódolási sokoldalúságot, amit wobble-effektusként ismerünk. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a tRNS-molekulák alacsonyabb kötődési specifitást mutatnak az mRNS kodonszekvenciájának harmadik nukleotidjához, mint az első két nukleotidhoz.

Egyes öröklött betegségek a fordítási hibákból erednek

A fordítás összetett folyamat, amely a sejtösszetevők széles skálájától függ. Azok a mutációk, amelyek ennek a sokrétű eszköztárnak bármely részét érintik, betegségeket okozhatnak. Például a vasraktározási betegség hiperferritinémia, más néven szürkehályog-szindróma, az mRNS 5&rsquo nem transzlálódó régiójában bekövetkező mutációk eredménye, amely régió fontos a transzlációs iniciációs fehérjék toborzásához. Ezek a mutációk a ferritin vasprotein abnormálisan magas transzlációját okozzák, ami felhalmozódik az érintett betegek vérében és szöveteiben. Ennek eredményeként a szem lencséi elhomályosulnak. Más betegségek a tRNS-eket és a riboszomális alegységeket kódoló gének mutációihoz kapcsolódnak. Például a csontvelő-betegség, a Diamond-Blackfan vérszegénység az RPS19 gén mutációiból ered, amely a kis riboszomális alegység egyik összetevője.

Scheper, G. C., van der Knaap, M. S. és Proud, C. G. (2007). A fordítás számít: fehérjeszintézis hibái öröklött betegségekben. Nature Reviews Genetics, 8(9), 711. [Forrás]


Tartalom

A fehérjetermelés alapvető folyamata egy-egy aminosav hozzáadása a fehérje végéhez. Ezt a műveletet egy riboszóma végzi. A riboszóma két alegységből áll, egy kis alegységből és egy nagy alegységből. Ezek az alegységek az mRNS fehérjévé történő transzlációja előtt egyesülnek, hogy helyet biztosítsanak a transzlációhoz és a polipeptid előállításához. [1] A hozzáadandó aminosav típusának kiválasztását egy mRNS-molekula határozza meg. Minden hozzáadott aminosav az mRNS három nukleotid alszekvenciájához illeszkedik. Minden egyes lehetséges tripletthez a megfelelő aminosavat elfogadjuk. A lánchoz adott egymást követő aminosavakat az mRNS-ben egymás után következő nukleotidhármasokhoz illesztjük. Ily módon a templát mRNS láncában lévő nukleotidok szekvenciája határozza meg a generált aminosavláncban lévő aminosavak szekvenciáját. [2] Egy aminosav hozzáadása a peptid C-terminálisán történik, így a transzlációról azt mondják, hogy aminosav-karboxil-irányult. [3]

Az mRNS ribonukleotid szekvenciaként kódolt genetikai információt hordoz a kromoszómáktól a riboszómákig. A ribonukleotidokat a transzlációs gépezet „beolvassa” egy kodonnak nevezett nukleotidhármas szekvenciában. Ezen hármasok mindegyike egy adott aminosavat kódol.

A riboszóma molekulák ezt a kódot egy meghatározott aminosavszekvenciává fordítják le. A riboszóma egy több alegységből álló szerkezet, amely rRNS-t és fehérjéket tartalmaz. Ez az a "gyár", ahol az aminosavak fehérjékké állnak össze. A tRNS-ek kis nem kódoló RNS-láncok (74-93 nukleotid), amelyek aminosavakat szállítanak a riboszómához. A tRNS-eknek van egy helye az aminosavak kapcsolódásához, és egy hely, amelyet antikodonnak neveznek. Az antikodon egy RNS-hármas, amely komplementer a rakomány aminosavát kódoló mRNS-hármassal.

Az aminoacil-tRNS-szintetázok (enzimek) katalizálják a specifikus tRNS-ek és az antikodonszekvenciáik által megkívánt aminosavak közötti kötést. Ennek a reakciónak a terméke egy aminoacil-tRNS. Baktériumokban ezt az aminoacil-tRNS-t az EF-Tu viszi a riboszómába, ahol az mRNS kodonok komplementer bázispárosodás révén specifikus tRNS antikodonokhoz illeszkednek. Azok az aminoacil-tRNS szintetázok, amelyek a tRNS-t nem megfelelő aminosavakkal párosítják, rosszul töltött aminoacil-tRNS-eket termelhetnek, ami nem megfelelő aminosavakat eredményezhet a fehérje megfelelő pozíciójában. A genetikai kódnak ez a "hibás fordítása" [4] természetesen alacsony szinten fordul elő a legtöbb organizmusban, de bizonyos sejtkörnyezetek fokozzák a permisszív mRNS dekódolást, néha a sejt javára.

A riboszómának három helye van, ahol a tRNS kötődik. Ezek az aminoacil hely (rövidítve A), a peptidil hely (rövidítve P) és a kilépési hely (rövidítve E). Ami az mRNS-t illeti, a három hely 5'-3' E-P-A irányban helyezkedik el, mivel a riboszómák az mRNS 3' vége felé mozognak. Az A-hely megköti a bejövő tRNS-t az mRNS komplementer kodonjával. A P-hely tartalmazza a tRNS-t a növekvő polipeptidlánccal. Az E-hely a tRNS-t aminosav nélkül tartalmazza. Amikor egy aminoacil-tRNS kezdetben a megfelelő kodonjához kötődik az mRNS-en, akkor az A helyen van. Ezután peptidkötés képződik az A helyen lévő tRNS aminosavai és a P helyen lévő töltött tRNS aminosavai között. The growing polypeptide chain is transferred to the tRNA in the A site. Translocation occurs, moving the tRNA in the P site, now without an amino acid, to the E site the tRNA that was in the A site, now charged with the polypeptide chain, is moved to the P site. The tRNA in the E site leaves and another aminoacyl-tRNA enters the A site to repeat the process. [5]

After the new amino acid is added to the chain, and after the mRNA is released out of the nucleus and into the cytosol, the energy provided by the hydrolysis of a GTP bound to the translocase EF-G (in bacteria) and a/eEF-2 (in eukaryotes and archaea) moves the ribosome down one codon towards the 3' end. The energy required for translation of proteins is significant. For a protein containing n amino acids, the number of high-energy phosphate bonds required to translate it is 4n-1 [ idézet szükséges ] . The rate of translation varies it is significantly higher in prokaryotic cells (up to 17–21 amino acid residues per second) than in eukaryotic cells (up to 6–9 amino acid residues per second). [6]

Even though the ribosomes are usually considered accurate and processive machines, the translation process is subject to errors that can lead either to the synthesis of erroneous proteins or to the premature abandonment of translation. The rate of error in synthesizing proteins has been estimated to be between 1/10 5 and 1/10 3 misincorporated amino acids, depending on the experimental conditions. [7] The rate of premature translation abandonment, instead, has been estimated to be of the order of magnitude of 10 −4 events per translated codon. [8] The correct amino acid is covalently bonded to the correct transfer RNA (tRNA) by amino acyl transferases. The amino acid is joined by its carboxyl group to the 3' OH of the tRNA by an ester bond. When the tRNA has an amino acid linked to it, the tRNA is termed "charged". Initiation involves the small subunit of the ribosome binding to the 5' end of mRNA with the help of initiation factors (IF). In bacteria and a minority of archaea, initiation of protein synthesis involves the recognition of a purine-rich initiation sequence on the mRNA called the Shine-Delgarno sequence. The Shine-Delgarno sequence binds to a complementary pyrimidine-rich sequence on the 3' end of the 16S rRNA part of the 30S ribosomal subunit. The binding of these complementary sequences ensures that the 30S ribosomal subunit is bound to the mRNA and is aligned such that the initiation codon is placed in the 30S portion of the P-site. Once the mRNA and 30S subunit are properly bound, an initiation factor brings the initiator tRNA-amino acid complex, f-Met-tRNA, to the 30S P site. The initiation phase is completed once a 50S subunit joins the 30 subunit, forming an active 70S ribosome. [9] Termination of the polypeptide occurs when the A site of the ribosome is occupied by a stop codon (UAA, UAG, or UGA) on the mRNA. tRNA usually cannot recognize or bind to stop codons. Instead, the stop codon induces the binding of a release factor protein. [10] (RF1 & RF2) that prompts the disassembly of the entire ribosome/mRNA complex by the hydrolysis of the polypeptide chain from the peptidyl transferase center of the ribosome [11] Drugs or special sequence motifs on the mRNA can change the ribosomal structure so that near-cognate tRNAs are bound to the stop codon instead of the release factors. In such cases of 'translational readthrough', translation continues until the ribosome encounters the next stop codon. [12]

The process of translation is highly regulated in both eukaryotic and prokaryotic organisms. Regulation of translation can impact the global rate of protein synthesis which is closely coupled to the metabolic and proliferative state of a cell. In addition, recent work has revealed that genetic differences and their subsequent expression as mRNAs can also impact translation rate in an RNA-specific manner. [13]

Translational control is critical for the development and survival of cancer. Cancer cells must frequently regulate the translation phase of gene expression, though it is not fully understood why translation is targeted over steps like transcription. While cancer cells often have genetically altered translation factors, it is much more common for cancer cells to modify the levels of existing translation factors. [14] Several major oncogenic signaling pathways, including the RAS–MAPK, PI3K/AKT/mTOR, MYC, and WNT–β-catenin pathways, ultimately reprogram the genome via translation. [15] Cancer cells also control translation to adapt to cellular stress. During stress, the cell translates mRNAs that can mitigate the stress and promote survival. An example of this is the expression of AMPK in various cancers its activation triggers a cascade that can ultimately allow the cancer to escape apoptosis (programmed cell death) triggered by nutrition deprivation. Future cancer therapies may involve disrupting the translation machinery of the cell to counter the downstream effects of cancer. [14]


19.4: Translation - Biology

DNA: History & Structure, continued What s a Gene?

Genes at Work: Transcription & Translation

Making Proteins: Transcription & Translation, continued

Mutations: Causes and Effects

Cell Division: DNA Replication, Chromosomes & Mitosis

8.8-8.10 11.16-11.20 (skim 11.17) Sci Am. pp. 12-21: Tumor-Busting Viruses,

Genetics & Chromosomes Karyotypes Gender

Introduction to Mendelian Genetics

Mendelian Genetics: Human Genetics (continued) & Di-Hybrid Crosses

Mendelian Genetics, continued

Non-Mendelian Genetics: Incomplete Dominance & Co-Dominance

HW #7 Due
HW #8 (Chap. 9 Quiz B)

Non-Mendelian Genetics, continued: Linked Genes & Pleiotropic Genes

Genetics of Race Polygenic Traits

Sci . Am. pp. 22-31: Does Race Exist?

Non-Mendelian Genetics: X-Linked Traits

Begin Gene Regulation: X-inactivation

Gene Regulation: Stem Cells, Cloning, Differentiation & Development

11.0, 11.2-11.311.10-11.13 11.15 skim 27.15 eCampus reading: Stem Cell Basics (all 7 parts)

Gene Regulation, continued

Introduction to Evolution

Evolution: Definitions & Overview of the Data

Review 1.6-1.8 13.2 13.5-13.6 13.11-13.15 13.18

WVU Holiday (Good Friday)

Microevolution: Darwin , Genetic Variation, & Adaptations

Finish Microevolution Geological History & Hypotheses of Origins

15.0-15.5 16.0-16.3 16.17 Review 16.7-16.8

Bio in the News #5 Due HW #9 Due 4/15

Finish Geol History/Origins
Macroevolution: Speciation & Species Definitions

Sci . Am. pp. 32-43: Mammals that Conquered the Seas 14.0-14.13 15.6-15.7 15.10 18.22 17.11, 17.13


Bevezetés

The chloroplast of plants and algae is believed to have originated from the endosymbiosis of an ancient photosynthetic bacteria into a eukaryotic host. Remnants of that ancient bacteria remain in the modern chloroplast, as it maintains a circular genome and transcription and translation machinery similar to that of prokaryotes [1,2]. Chloroplasts are responsible for photosynthetic energy production in plants and algae, and have recently been targeted as a platform for production of recombinant therapeutic proteins, making the understanding of translation in this organelle essential [3]. Approximately 60 proteins are translated in the plastid, a small fraction of the total proteins functioning in this organelle. The majority of chloroplast proteins are encoded by the nuclear genome and post-translationally imported into the plastid [4]. Coordinate expression from the nuclear and plastid genomes is required for development in photosynthetic organisms, and is achieved in chloroplasts primarily through regulation of translation [5,6]. Translation of many chloroplast genes is also regulated in response to light, and to maintain stoichiometric accumulation of multiprotein-complex subunits [7,8]. All of this regulation involves a host of protein translation factors, and the formation of RNA–protein complexes on chloroplast mRNA 5′ untranslated regions (5′ UTRs) [9–13]. Some of these protein factors are specific to individual mRNAs, whereas others serve classes of messages.

Due to the bacterial ancestry of the organelle, translation in the chloroplast has been considered bacterial-type translation, and many of the requisite bacterial-type translation factors can be identified in chloroplasts, although not all of these are exact homologs of the bacterial proteins [14]. Translation regulation in the chloroplast is more complex than in bacteria, and this complexity requires additional RNA and protein components not found in prokaryotic systems (reviewed in [5,15]). A number of protein factors have been identified as essential components of chloroplast translation, although how these factors interact with an mRNA to facilitate chloroplast translation is not known. Chloroplast messages also experience pausing during their translation, which has been implicated in maintaining the proper stoichiometry of gene expression from polycistronic mRNAs, as well as in cotranslational membrane insertion or cofactor association [16,17]. mRNA secondary structures or rare codon usage are often suggested as the cause of pausing during elongation however, for mRNAs studied in chloroplasts (particularly psbA és atpA), these alone are insufficient to account for the pause sites.

RNA elements identified as regulatory components in the translation of chloroplast messages are primarily located in the 5′ UTR. These elements include Shine-Dalgarno (S-D) sequences, stem-loop structures, and A/U rich elements [10,18–20]. Nearly all bacterial mRNAs use base pairing between a S-D sequence located in the 5′ UTR of the mRNA and a complementary sequence located near the 3′ end of the 16S rRNA [21]. Base pairing between these sequences is essential for bacterial translation initiation, and bacterial S-D elements are located 7 ± 2 nucleotides (nt) upstream of the initiator AUG to allow for a simple physical positioning of the initiator AUG in the P-site of the ribosome [21,22]. In plastids, only some mRNAs have recognizable S-D sequences, and these are found over a large range of the 5′ UTR, some up to 100 nt upstream of the start site AUG [23,24]. This diverse positioning of S-D elements precludes a simple physical positioning of plastid mRNAs on the ribosome, and indicates that chloroplasts have a fundamentally different mechanism than bacteria for translation initiation.

The complete proteome of chloroplast ribosomes from both green algae [25,26] and higher plants [27,28] has been elucidated. A majority of the protein components of chloroplast ribosomes have clear homologs in bacterial 70S ribosomes. However, a significant number of chloroplast-unique proteins and domains were also identified (Tables S1 and S2). Five plastid-specific ribosomal proteins (PSRPs) have been identified in Chlamydomonas reinhardtii, four of which are located on the small subunit of the ribosome. Three other ribosomal proteins, S2, S3, and S5, have large chloroplast-unique domains on otherwise homologous bacterial ribosomal proteins [26]. Together, these protein additions increase the mass of the small subunit of the chloroplast ribosome by 25% compared to a bacterial 30S subunit (Table S1). Based on overall conservation of protein components and rRNAs, and the locations of proteins with chloroplast-unique domains (Figure 1), it has been hypothesized that novel structures have been added to the small subunit of the ribosome to accommodate the specific demands on chloroplast translation regulation [26].

The solvent-exposed surface of a bacterial small subunit [31] is shown and faces the reader. Locations of small subunit ribosomal proteins that have large additional domains on the chloroplast ribosome (S2, S3, and S5) [26] are circled. These proteins are labeled at the predicted location of chloroplast-unique domains, based on sequence homology with bacterial orthologs and bacterial ribosome structure the S3 label is on the back side of the circled protein, facing the beak. mRNA (purple ribbon) enters and exits the small subunit through discrete channels that are the sites of important functions of the ribosome (S-D, S-D interaction H, helicase activity see text). Chloroplast-unique domains from S2, S3, and S5 are predicted to form a structural feature on the chloroplast ribosome that is positioned in proximity to mRNA-interacting regions of the small subunit.

In light of the accumulating evidence that translation regulation in the chloroplast is far more complex than in bacteria, and that chloroplast ribosomes contain unique protein components compared to 70S-type ribosomes, it is important to elucidate the structure of a chloroplast ribosome from the model organism most used to study chloroplast gene expression, C. reinhardtii . Using single-particle reconstruction from cryo-electron micrographs we have determined the structure of the C. reinhardtii chloroplast ribosome to a resolution of 15.5 Å. This structure shows that the chloroplast ribosome expands upon a core 70S-type bacterial ribosome structure with multiple chloroplast-unique domains. These chloroplast-unique structures are found on the small subunit of the ribosome near the mRNA entrance and exit channels. The potential role of these structures in translation regulation in the chloroplast is discussed, including their involvement in translation initiation via positioning of initiation mRNA–protein complexes (mRNPs), and the potential involvement of these unique domains in the processivity of chloroplast translation.


Translational research

Translational research is aimed at solving particular problems the term has been used most commonly in life-sciences and biotechnology but applies across the spectrum of science and humanities.

In the field of education, it is defined for school-based education by the Education Futures Collaboration (www.meshguides.org) as research which translates concepts to classroom practice. [1] Examples of translational research are commonly found in education subject association journals and in the MESHGuides which have been designed for this purpose. [2]

In bioscience, translational research is a term often used interchangeably with translational medicine vagy translational science vagy bench to bedside. The adjective "translational" refers to the "translation" (the term derives from the Latin for "carrying over") of basic scientific findings in a laboratory setting into potential treatments for disease. [3] [4] [5] [6]

Biomedical translational research adopts a scientific investigation/ enquiry into a given problem facing medical/health practices to surmount such problems. [7] where in it aims to "translate" findings in fundamental research into practice. In the field of biomedicine, it is often called "translational medicine", defined by the European Society for Translational Medicine (EUSTM) as "an interdisciplinary branch of the biomedical field supported by three main pillars: benchside, bedside and community", [8] from laboratory experiments through clinical trials, to therapies, [9] to point-of-care patient applications. [10] The end point of translational research in medicine is the production of a promising new treatment that can be used clinically. [3] Translational research is conceived due to the elongated time often taken to bring to bear discovered medical idea in practical terms in a health system. [ idézet szükséges ] It is for these reasons that translational research is more effective in dedicated university science departments or isolated, dedicated research centers. [11] Since 2009, the field has had specialized journals, the American Journal of Translational Research és Translational Research dedicated to translational research and its findings.

Translational research in biomedicine is broken down into different stages, including two-stage (T1 and T2), four-stage (T1, T2, T3, and T4), and five-stage (T1, T2, T3, T4, and T5) schemes. In a two-stage model, T1 research, refers to the "bench-to-bedside" enterprise of translating knowledge from the basic sciences into the development of new treatments and T2 research refers to translating the findings from clinical trials into everyday practice. [3] In a five-stage scheme, T1 involves basic research, T2 involves pre-clinical research, T3 involves clinical research, T4 involves clinical implementation, and T5 involves implementation in the public health sphere. Waldman et al. propose a scheme going from T0 to T5. T0 is laboratory (before human) research. In T1-translation, new laboratory discoveries are first translated to human application, which includes phase I & II clinical trials. In T2-translation, candidate health applications progress through clinical development to engender the evidence base for integration into clinical practice guidelines. This includes phase III clinical trials. In T3-translation, dissemination into community practices happens. T4-translation seeks to (1) advance scientific knowledge to paradigms of disease prevention, and (2) move health practices established in T3 into population health impact. Finally, T5-translation focuses on improving the wellness of populations by reforming suboptimal social structures. [12]

Basic research is the systematic study directed toward greater knowledge or understanding of the fundamental aspects of phenomena and is performed without thought of practical ends. It results in general knowledge and understanding of nature and its laws. [13] For instance, basic biomedical research focuses on studies of disease processes using, for example, cell cultures or animal models [8] without consideration of the potential utility of that information.

Applied research is a form of systematic inquiry involving the practical application of science. It accesses and uses the research communities' accumulated theories, knowledge, methods, and techniques, for a specific, often state, business, or client-driven purpose. [14] Translational research forms a subset of applied research. In life-sciences, this was evidenced by a citation pattern between the applied and basic sides in cancer research that appeared around 2000. [15]

Critics of translational medical research (to the exclusion of more basic research) point to examples of important drugs that arose from fortuitous discoveries in the course of basic research such as penicillin and benzodiazepines, [16] and the importance of basic research in improving our understanding of basic biological facts (e.g. the function and structure of DNA) that go on to transform applied medical research. [17] Examples of failed translational research in the pharmaceutical industry include the failure of anti-aβ therapeutics in Alzheimer's disease. [18] Other problems have stemmed from the widespread irreproducibility thought to exist in translational research literature. [19]

In U.S., the National Institutes of Health has implemented a major national initiative to leverage existing academic health center infrastructure through the Clinical and Translational Science Awards. The National Center for Advancing Translational Sciences (NCATS) was established on December 23, 2011. [20]

Although translational research is relatively new, it is being recognized and embraced globally. Some major centers for translational research include:


Nézd meg a videót: Pál Csaba - Biológus (Augusztus 2022).