Factor de iniciación

En biología molecular , los factores de iniciación son proteínas que se unen a la subunidad pequeña del ribosoma durante la iniciación de la traducción , una parte de la biosíntesis de proteínas . ^{[ 1 ]}

Los factores de iniciación pueden interactuar con represores para ralentizar o impedir la traducción. Tienen la capacidad de interactuar con activadores para ayudarlos a iniciar o aumentar la velocidad de traducción. En bacterias , se les llama simplemente IF (es decir, IF1, IF2 e IF3) y en eucariotas se les conoce como eIF (es decir, eIF1 , eIF2 , eIF3 ). ^{[ 1 ]} La iniciación de la traducción a veces se describe como un proceso de tres pasos que los factores de iniciación ayudan a llevar a cabo. Primero, el ARNt que transporta un aminoácido metionina se une a la subunidad pequeña del ribosoma, luego se une al ARNm y finalmente se une a la subunidad grande del ribosoma. Los factores de iniciación que ayudan en este proceso tienen diferentes funciones y estructuras. ^{[ 2 ]}

Los factores de iniciación se dividen en tres grupos principales según los dominios taxonómicos . Hay algunas homologías compartidas (haga clic en los nombres de los dominios para ver los factores específicos de cada dominio): ^{[ 3 ]}

Muchos dominios estructurales se han conservado a través de la evolución, ya que los factores de iniciación procariotas comparten estructuras similares con los factores eucariotas. ^{[ 2 ]} El factor de iniciación procariota, IF3, ayuda con la especificidad del sitio de inicio, así como con la unión al ARNm. ^{[ 2 ] [ 3 ]} Esto se compara con el factor de iniciación eucariota, eIF1, que también realiza estas funciones. La estructura de eIF1 es similar al dominio C-terminal de IF3, ya que ambos contienen una lámina beta de cinco hebras frente a dos hélices alfa. ^{[ 2 ]}

Los factores de iniciación procariotas IF1 e IF2 también son homólogos de los factores de iniciación eucariotas eIF1A y eIF5B . IF1 y eIF1A, ambos con un pliegue OB , se unen al sitio A y participan en el ensamblaje de los complejos de iniciación en el codón de inicio . IF2 y eIF5B participan en la unión de las subunidades ribosómicas pequeña y grande. El factor eIF5B también contiene factores de elongación. El dominio IV de eIF5B está estrechamente relacionado con el dominio C-terminal de IF2, ya que ambos consisten en un barril beta. eIF5B también contiene un dominio de unión a GTP, que puede cambiar de un GTP activo a un GDP inactivo. Este cambio ayuda a regular la afinidad del ribosoma por el factor de iniciación. ^{[ 2 ]}

El factor de iniciación eucariótico eIF3 desempeña un papel importante en la iniciación de la traducción. Posee una estructura compleja, compuesta por 13 subunidades. Contribuye a la formación del complejo de preiniciación 43S , formado por la subunidad pequeña 40S unida a otros factores de iniciación. También participa en la formación del complejo de preiniciación 48S, compuesto por el complejo 43S y el ARNm. El factor eIF3 también puede utilizarse postraduccionalmente para separar el complejo ribosómico y mantener separadas las subunidades pequeña y grande. Este factor interactúa con los factores eIF1 y eIF5, utilizados para el escaneo y la selección de los codones de inicio. Esto puede generar cambios en la selección de los factores, que se unen a diferentes codones. ^{[ 8 ]}

Otro factor de iniciación eucariota importante, el eIF2 , une el ARNt que contiene metionina al sitio P del ribosoma pequeño. El sitio P es donde el ARNt que transporta un aminoácido forma un enlace peptídico con los aminoácidos entrantes y transporta la cadena peptídica. El factor consta de una subunidad alfa, una beta y una gamma. La subunidad gamma del eIF2 se caracteriza por un dominio de unión a GTP y pliegues de barril beta. Se une al ARNt a través de GTP. Una vez que el factor de iniciación ayuda al ARNt a unirse, el GTP se hidroliza y se libera del eIF2. La subunidad beta del eIF2 se identifica por su dedo de zinc. La subunidad alfa del eIF2 se caracteriza por un dominio de pliegue OB y ​​dos hebras beta. Esta subunidad ayuda a regular la traducción, ya que se fosforila para inhibir la síntesis de proteínas. ^{[ 2 ]}

El complejo eIF4F apoya el proceso de iniciación de la traducción dependiente de la caperuza y está compuesto por los factores de iniciación eIF4A , eIF4E y eIF4G . El extremo de la caperuza del ARNm, que corresponde al extremo 5', se introduce en el complejo, donde el complejo ribosómico 43S se une y escanea el ARNm en busca del codón de inicio. Durante este proceso, la subunidad ribosómica 60S se une y se forma el complejo ribosómico 80S. El eIF4G desempeña un papel importante, ya que interactúa con la proteína de unión a poliA, atrayendo el ARNm. Posteriormente, el eIF4E se une a la caperuza del ARNm y la subunidad ribosómica pequeña se une al eIF4G para iniciar el proceso de creación del complejo ribosómico 80S. El eIF4A contribuye a que este proceso sea más exitoso, ya que es una helicasa de la familia DEAD. Permite el desenrollamiento de las regiones no traducidas del ARNm para facilitar la unión y el escaneo ribosómico. ^{[ 9 ]}

En las células cancerosas, los factores de iniciación ayudan en la transformación celular y el desarrollo de tumores. La supervivencia y el crecimiento del cáncer están directamente relacionados con la modificación de los factores de iniciación y se utilizan como objetivo para fármacos. Las células cancerosas necesitan mayor energía y la obtienen de las proteínas. La sobreexpresión de factores de iniciación se correlaciona con el cáncer, ya que aumenta la síntesis de proteínas necesarias para el desarrollo del cáncer. Algunos factores de iniciación, como eIF4E, son importantes en la síntesis de proteínas específicas necesarias para la proliferación y supervivencia del cáncer. ^{[ 10 ]} La cuidadosa selección de proteínas garantiza que se sinteticen únicamente las proteínas cuya traducción suele ser limitada y las necesarias para el crecimiento de las células cancerosas. Esto incluye proteínas implicadas en el crecimiento, la malignidad y la angiogénesis. ^{[ 8 ]} El factor eIF4E, junto con eIF4A y eIF4G, también desempeña un papel en la transición de células cancerosas benignas a metastásicas . ^{[ 10 ]}

El factor de iniciación más grande, eIF3 , es otro factor de iniciación significativo en los cánceres humanos. Debido a su función en la creación del complejo de preiniciación 43S , ayuda a unir la subunidad ribosomal al ARNm. El factor de iniciación se ha relacionado con el cáncer a través de la sobreexpresión. Por ejemplo, una de las trece proteínas eIF3, eIF3c, interactúa con proteínas utilizadas en la supresión tumoral y las reprime. Se ha demostrado que la expresión limitada de ciertas proteínas eIF3, como eIF3a y eIF3d, disminuye el crecimiento vigoroso de las células cancerosas. ^{[ 10 ]} La sobreexpresión de eIF3a se ha relacionado con cánceres de mama, pulmón, cuello uterino, esófago, estómago y colon. Es prevalente durante las primeras etapas de la oncogénesis y probablemente traduce selectivamente proteínas necesarias para la proliferación celular. ^{[ 8 ]} Cuando se suprime eIF3a, se ha demostrado que disminuye la malignidad del cáncer de mama y pulmón, muy probablemente debido a su función en el crecimiento tumoral. ^{[ 10 ]}

• Ribosoma
• Traducción eucariota
• Factor de iniciación eucariota

• Factor de iniciación en los encabezamientos de materias médicas (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.