本過程細胞主要需完成以下目標:
(1)使翻譯停止,不再有新的氨基酸摻入;
(2)釋放合成的多肽鏈;
(3)釋放結合在mRNA上的各組分;
(4)確保核糖體大小亞基以及重要因子的重復利用。
原核細胞和真核細胞在此過程的處理上有明顯不同,下面將分開介紹。
(一)原核細胞
A.肽鏈的釋放
(1)釋放因子RF1/2 (tRNA結構類似)結合A位點,識別并匹配終止密碼子;
(2)RF1/2的GGQ 基序(tRNA受體臂結構類似)催化肽鏈的脫離(以HOH替代HO-進行反應);
(3)RF1/2進一步招募RF3·GDP結合到核糖體大亞基上;
(4)RF3將GDP換成GTP(鳥苷酸交換因子活性),這一過程伴隨的構象改變釋放RF1/2,使其脫離核糖體;
(5)RF3利用自身的GTP水解活性水解GTP回歸GDP結合狀態,隨后從大亞基上脫離。
B. 兩個tRNA的釋放
(1)因子RRF(扭轉態tRNA結構類似)結合到空出來的A位點;
(2)此時具有扭轉態tRNA類似構象的復合物引誘EF·G·GTP結合到大亞基位置并鎖定扭轉態結構;
(3)EF·G·GTP水解GTP轉化為EF·G·GDP·Pi狀態,這一步伴隨構象改變解鎖原本的扭轉態結構,將原本E位點的tRNA推出核糖體,將P位點的tRNA推到E位點,將RRF從A位點推到P位點;
(4)Pi從EF·G釋放,導致構象進一步變化,EF·G脫離,而E位點的tRNA由于較低親和性也從核糖體脫離,RRF由于對P位點的親和性低,也脫離。
C. 大小亞基的分離
(1)由于此時的大小亞基三個位點全空了,翻譯起始因子IF3得以進入結合到E位點,降低大小亞基之間的親和性,使其分離;
(2)IF3繼續結合在小亞基上,準備下一輪起始。
(二)真核細胞
A. 肽鏈的釋放
(1)eRF3充當類似于eEF1(或EF-Tu)的作用,以GTP結合狀態結合到eRF1/2上;
(2)通過eRF3的介導,eRF1/2被運輸到A位點;
(3)eRF1/2識別終止密碼子(類似于tRNA的密碼子配對),正確的構象傳遞使得核糖體FBS和eRF3的GTP結合位點互作;
(4)FBS刺激GTP水解,eRF3轉為GDP結合態;
(5)eRF3·GDP很快從核糖體上脫離,伴隨著eRF1/2的類似于tRNA的入位過程;
(6)eRF1/2的GGQ基序催化肽鏈的脫離;
B. 剩余組分的脫離
Rli·ATP具有轉位酶活性,通過水解ATP沿著mRNA轉位,以一種類似于轉錄終止的方式,將其他組分從mRNA上推離下來。
目前關于真核細胞翻譯過程有普遍的模型。其認為eIF4G可以結合mRNA的5‘端poly-A尾,進而將mRNA形成閉環,結合多個核糖體,以提高效率。且在此模型下,核糖體在翻譯完畢解離后,可直接在起點重新起始,更符合核糖體的循環利用規律。