Ensemble and time-resolved cryo-EM in transcription and translation

DEMO, Gabriel, Anna LOVELAND, Christine CARBONE, Egor SVIDRITSKIY and Andrei KOROSTELEV. Ensemble and time-resolved cryo-EM in transcription and translation. In XXI. setkani biochemiku a molekularnich biologu. 2022. ISBN 978-80-280-0136-0.

Basic information

• Original name: Ensemble and time-resolved cryo-EM in transcription and translation
• Name in Czech: Souborove a časově rozlišené kryo-EM v transkripci a translaci
• Authors: DEMO, Gabriel (703 Slovakia, guarantor, belonging to the institution), Anna LOVELAND (840 United States of America), Christine CARBONE (840 United States of America), Egor SVIDRITSKIY (840 United States of America) and Andrei KOROSTELEV (840 United States of America).
• Edition: XXI. setkani biochemiku a molekularnich biologu, 2022.

Other information

• Original language: English
• Type of outcome: Conference abstract
• Field of Study: 10608 Biochemistry and molecular biology
• Country of publisher: Czech Republic
• Confidentiality degree: is not subject to a state or trade secret
• WWW: URL
• RIV identification code: RIV/00216224:14740/22:00129258
• Organization unit: Central European Institute of Technology
• ISBN: 978-80-280-0136-0
• Keywords (in Czech): translace ribozom kryo-EM
• Keywords in English: translation ribosome cryoEM
• Tags: rivok

Abstract

During protein synthesis, transfer RNAs (tRNAs) and messenger RNA (mRNA) codons are delivered and translocated within the ribosome from the A to P to E sites, respectively. The tRNA delivery, tRNA proof-reading and translocation of the tRNA anticodons and mRNA are catalyzed by conserved GTPases, elongation factor Tu and G (EF-Tu, EF-G) in bacteria. The structural mechanisms how the ribosome and elongation factors maintain the open reading frame has not been visualized because the rapid GTP hydrolysis step has prevented the capture of authentic EF-G-bound structural intermediates. The lecture will be aimed on the usage of time-resolved cryo-EM to characterize tRNA delivery/proof-reading and translocation in time dependent manner. We will report newly described intermediate structural states, which visualized the delivery and transition of the tRNAs from the A and P to P and E sites during GTP hydrolysis on EF-Tu and EF-G. Moreover, we will highlight how time-resolved cryo-EM can be utilized towards the mechanistic characterization of more complex biological assemblies like coupled transcription-translation in bacteria.

Abstract (in Czech)

Během syntézy proteinů jsou přenášeny kodony translacni RNA (tRNA) a kodony messenger RNA (mRNA) a translokovány v ribozomu z míst A do P až E. Dodání tRNA, korekce tRNA a translokace antikodonů tRNA a mRNA jsou katalyzovány konzervovanými GTPázami, elongačním faktorem Tu a G (EF-Tu, EF-G) v bakteriích. Strukturní mechanismy, jak ribozom a elongační faktory udržují otevřený čtecí rámec, nebyly vizualizovány, protože krok rychlé hydrolýzy GTP zabránil zachycení autentických strukturních meziproduktů vázaných na EF-G. Přednáška bude zaměřena na využití časově rozlišeného kryo-EM k charakterizaci dodání/kontroly a translokace tRNA v závislosti na čase. Uvedeme nově popsané intermediární strukturní stavy, které vizualizovaly dodání a přechod tRNA z míst A a P do míst P a E během hydrolýzy GTP na EF-Tu a EF-G. Kromě toho zdůrazníme, jak lze časově rozlišené kryo-EM využít k mechanické charakterizaci složitějších biologických souboru, jako je spřažená transkripce-translace v bakteriích.

Links

• GJ20-16013Y, research and development project: Name: Simultánní transkripce a translace genu

Investor: Czech Science Foundation