Translation is regulated on multiple levels in the cell. The complexity of translation in eukaryotes has led to the evolution of numerous factors with major or minor effects on the final level of mRNA expression. These regulatory factors can be in cis or trans to the mRNA with mRNA-specific or non-specific effect. As the 3' tail of the eukaryotic mRNA, poly(A) is one of the cis regulatory factors of mRNA, significantly affecting its expression level. Poly(A) has been shown to have synergistic effect with another cis element of the eukaryotic mRNA, 5' cap structure. Among the protein factors that affect mRNA translation, PABP has the most fundamental roles. As the binding partner of poly(A), PABP is involved in the formation of the pre-initiation complexes. The two binding partners of PABP, Paip1 and 2 regulate the rate of translation. Here, using structural biology techniques, such as X-ray crystallography, I have studied the structure of the poly(A) RNA and the assembly of PABP complexes. I further quantified these interactions using thermodynamic analyses and dissected the mechanisms of the complex formation. I could show the self assembly of poly(A) and cooperative assembly of a ternary complex of poly(A)/PABP/eIF4G. The latter is regulated by the interdomain allostery of PABP, which is further controlled by its interactions with Paip1 and 2. These studies suggest the importance of inter- and intra-molecular interactions in regulating cellular processes. / La traduction est régulée à de multiples niveaux dans les cellules. La complexité de la traduction chez les eucaryotes a conduit à l'évolution de nombreux facteurs qui contrôlent l'expression des ARNs messagers (ARNm). Ces facteurs de régulation peuvent fonctionner en cis ou en trans avec des effets spécifiques ou non-spécifiques pour les ARNm. À l'extrémité 3' de l'ARNm eucaryote, la queue poly(A) est l'un des facteurs de régulation cis de l'ARNm qui affecte de manière significative son niveau d'expression. La queue poly(A) a un effet synergique avec un autre élément de l'ARNm eucaryote: le complexe de pré-initiation situé à l'extremité 5'.Parmi les facteurs protéiques qui affectent la traduction des ARNm, la PABP joue les rôles les plus fondamentaux. Comme partenaire de liaison avec le poly(A), la PABP est impliquée dans la formation des complexes de pré-initiation. Les protéines Paip1 et Paip2 se lient à la PABP pour contrôler le niveau de traduction. Ici, par des techniques de biologie structurale, comme la cristallographie par rayons X, j'ai étudié la structure de l'ARN poly(A) et l'assemblage des complexes de la PABP. J'ai également quantifié ces interactions au moyen d'analyses thermodynamiques ce qui a permis de dévoiler les mécanismes de la formation du complexe. J'ai pu démontrer l'auto-assemblage du poly(A) et l'assemblage coopératif d'un complexe ternaire de poly(A)/PABP/eIF4G. Ce dernier est assujetti à l'allostérie inter- domaines de PABP, qui est en outre contrôlée par ses interactions avec Paip1 et Paip2. Ces études suggèrent l'importance des interactions inter- et intra-moléculaires dans la régulation des processus cellulaires.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.119461 |
| Date | January 2013 |
| Creators | Safaee, Nozhat |
| Contributors | Kalle Burgess Gehring (Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Doctor of Philosophy (Department of Biochemistry) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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