Translation Regulation

Bialecki Biology

25 Apr 202107:53

Summary

TLDRفي هذا الفيديو، يتم شرح كيفية تنظيم ترجمة بروتينات الفيريتين ومُستقبل الترانسفيرين التي تتحكم في مستوى الحديد داخل الخلايا. يتم تنظيم إنتاج بروتين الفيريتين عندما تكون مستويات الحديد مرتفعة، حيث يرتبط الحديد بمستقبل IRE-BP، مما يتيح ترجمة البروتين. من ناحية أخرى، في حالة انخفاض مستويات الحديد، يتم زيادة إنتاج مستقبل الترانسفيرين. يوضح الفيديو كيف يمكن استخدام نفس الآلية التنظيمية بطرق مختلفة من خلال المناطق غير المترجمة (UTRs) في mRNA لكل من الفيريتين ومستقبل الترانسفيرين، مما يعكس كفاءة وابتكار الآليات التطورية.

Takeaways

😀 الفيريتين ومستقبل الترانسفيرين هما بروتينان رئيسيان في تنظيم مستويات الحديد في الخلايا.
😀 في حالة انخفاض مستوى الحديد داخل الخلية، يتم إنتاج المزيد من مستقبلات الترانسفيرين لجلب المزيد من الحديد إلى الخلية.
😀 في حالة ارتفاع مستوى الحديد داخل الخلية، يتم زيادة إنتاج الفيريتين الذي يرتبط بالحديد الزائد ويعمل على نقله إلى اللايسوسوم للتخلص منه.
😀 يتم تنظيم إنتاج الفيريتين ومستقبل الترانسفيرين على مستوى الترجمة، وليس على مستوى النسخ.
😀 في الفيريتين، تحتوي mRNA على عنصر استجابة الحديد (IRE) في المنطقة غير المترجمة 5' التي تمنع الترجمة في غياب الحديد.
😀 عند زيادة مستوى الحديد داخل الخلية، يرتبط الحديد بالبروتين المرتبط بـ IRE ويوقف نشاطه، مما يسمح ببدء الترجمة وإنتاج الفيريتين.
😀 في حالة مستقبل الترانسفيرين، يحتوي mRNA على IRE في المنطقة غير المترجمة 3'، حيث يحمي البروتين المرتبط بـ IRE من تحلل mRNA.
😀 عندما تكون مستويات الحديد منخفضة، يبقى البروتين المرتبط بـ IRE نشطًا، مما يحمي mRNA من التحلل ويؤدي إلى إنتاج مستقبلات الترانسفيرين.
😀 عند زيادة الحديد، يرتبط الحديد بالبروتين المرتبط بـ IRE، مما يجعله غير نشط ويتيح لـ mRNA أن يتعرض للتحلل، وبالتالي يتوقف إنتاج مستقبلات الترانسفيرين.
😀 يُظهر هذا المثال كيف أن الخلايا تستخدم نفس الآلية التنظيمية (البروتين المرتبط بـ IRE وIRE) بطرق مختلفة لتنظيم إنتاج كل من الفيريتين ومستقبلات الترانسفيرين.

Q & A

ما هو دور البروتينات الفيريتين ومستقبل الترانسفيرين في تنظيم مستويات الحديد في الخلايا؟
-يعمل البروتينان الفيريتين ومستقبل الترانسفيرين على تنظيم مستويات الحديد داخل الخلايا. عندما تكون مستويات الحديد منخفضة، يتم زيادة إنتاج مستقبل الترانسفيرين لجلب المزيد من الحديد إلى الخلية. وعندما تكون مستويات الحديد مرتفعة، يتم زيادة إنتاج الفيريتين لربط الحديد الزائد والتخلص منه.
كيف يتم تنظيم ترجمة بروتين الفيريتين؟
-يتم تنظيم ترجمة بروتين الفيريتين من خلال عنصر استجابة الحديد (IRE) الموجود في المنطقة غير المترجمة 5' من mRNA. عندما تكون مستويات الحديد منخفضة، يرتبط البروتين RBP (البروتين الرابط لـ IRE) بالـ IRE، مما يمنع الترجمة. وعندما ترتفع مستويات الحديد، يرتبط الحديد بالبروتين RBP ويعطله، مما يسمح بترجمة mRNA وإنتاج الفيريتين.
ما هو العنصر المهم في المنطقة غير المترجمة 5' من mRNA الخاص بالفيريتين؟
-العنصر المهم في المنطقة غير المترجمة 5' من mRNA للفيريتين هو عنصر استجابة الحديد (IRE). يشكل هذا العنصر حلقة ساقية تعرقل الترجمة عندما يرتبط به البروتين RBP.
كيف يساهم الحديد في تنظيم البروتين الرابط لـ IRE؟
-عندما ترتفع مستويات الحديد في الخلية، يرتبط الحديد بالبروتين الرابط لـ IRE (IRE-BP)، مما يعطله. هذا يمنع البروتين من الارتباط بالـ IRE ويتيح ترجمة mRNA لإنتاج بروتين الفيريتين.
كيف يعمل المستقبل الترانسفيرين في تنظيم امتصاص الحديد؟
-المستقبل الترانسفيرين مسؤول عن جلب الحديد إلى الخلايا. عندما تكون مستويات الحديد منخفضة، يتم تعزيز إنتاج هذا المستقبل من خلال نفس النظام التنظيمي الذي يتحكم في الفيريتين.
أين يوجد عنصر استجابة الحديد (IRE) في mRNA الخاص بمستقبل الترانسفيرين؟
-يتم العثور على عنصر استجابة الحديد (IRE) في المنطقة غير المترجمة 3' من mRNA الخاص بمستقبل الترانسفيرين.
ما هو دور البروتين الرابط لـ IRE في تنظيم ترجمة mRNA لمستقبل الترانسفيرين؟
-البروتين الرابط لـ IRE يحمي mRNA لمستقبل الترانسفيرين من التدهور عندما يرتبط بـ IRE في المنطقة غير المترجمة 3'. هذا يعزز ترجمة mRNA وإنتاج البروتين.
كيف يؤثر الحديد في تنظيم ترجمة مستقبل الترانسفيرين؟
-عندما ترتفع مستويات الحديد في الخلية، يرتبط الحديد بالبروتين الرابط لـ IRE، مما يعطله. هذا يؤدي إلى تحلل mRNA لمستقبل الترانسفيرين وعدم إنتاج البروتين، وبالتالي تقليل امتصاص الحديد.
كيف يساهم تنظيم الترجمة في الحفاظ على توازن الحديد داخل الخلايا؟
-يعد تنظيم الترجمة أمرًا حيويًا في الحفاظ على توازن الحديد داخل الخلايا. عندما تكون مستويات الحديد منخفضة، يتم تعزيز إنتاج المستقبل الترانسفيرين لجلب المزيد من الحديد، بينما عندما تكون مستويات الحديد مرتفعة، يتم إنتاج المزيد من الفيريتين لتخزين الحديد الزائد وتخليص الخلية منه.
كيف يمكن لنظام IRE-IRE-BP أن يعمل بطرق مختلفة حسب السياق الخلوي؟
-نظام IRE-IRE-BP يمكن أن يعمل بطرق مختلفة في سياقات مختلفة. في حالة الفيريتين، يعطل البروتين الرابط لـ IRE الترجمة عندما تكون مستويات الحديد منخفضة، بينما في حالة مستقبل الترانسفيرين، يحمي نفس البروتين mRNA من التدهور عندما تكون مستويات الحديد منخفضة.