【正文】 體中的 一個必要組份。 ? 在這兩條途徑中，對降解速率具有決定意義的是 mRNA 5’ 帽結(jié)構(gòu) (m7G)的脫落。當 poly(A)尾全部丟失或接近全部丟失 (縮短到 1015個核 苷酸殘基 )時， PABP蛋白不能再結(jié)合上去，這時 mRNA5’ 帽結(jié)構(gòu)的降解即被啟動。 ? 在真核細胞中， mRNA的降解途徑主要有兩條。 poly(A)尾長度逐漸變短，直到最終消失是 mRNA開始降解的先兆。有些短效的 mRNA能快速更新的主要原因就是其 mRNA 3’ UTR中存在多個 UA序列。 另一種在糖代謝途徑中起重要作用的組成型表達酶 —— 磷酸甘油酸激酶 (phosphoglycerate kinase,PGK)的 mRNA T1/2可長達 35分鐘。 對生命周期有重要影響、需要快速調(diào)節(jié)的分子，其mRNA的半衰期就短； 看家基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物不需要快速調(diào)節(jié)，其 mRNA的半衰期就相對較長。因此，從總體來看，隨著生物進化程度由低等到高等，它們的 mRNA半衰期也有逐漸增加的趨勢。一般用半衰期 T 1/2這個指標來衡量mRNA在細胞內(nèi)的穩(wěn)定程度。 ? poly(A)尾的功能不僅與 mRNA由核向胞質(zhì)的轉(zhuǎn)運有關(guān)，而且對 mRNA穩(wěn)定性及翻譯效率都有調(diào)控作用。不同種類的 mRNA，各自 poly(A)尾的長度明顯不均一。 . Poly(A)尾的翻譯調(diào)控作用 ? 在真核生物中，除組蛋白 mRNA等少數(shù)幾種 mRNA外，絕大多數(shù)前體 mRNA在核內(nèi)被轉(zhuǎn)錄出來后，其 3’ 端加尾識別信號序列 AAUAAA下游約 30堿基范圍內(nèi)的特定位點被切割和修剪，隨后由末端腺苷酸轉(zhuǎn)移酶催化加上 poly(A)尾。因此， UA序列 是對翻譯起 抑制作用 的順式元件。它通常由幾個相間分布的UUAUUUAU八核苷酸組成。表明這樣的結(jié)構(gòu)對于翻譯終止是不利的。 ? 實驗發(fā)現(xiàn)，如果在終止密碼之前或之后插入一個 密碼子 CAA（ gln），就會增加終止密碼的通讀效率。所以，賴氨酸是真核 mRNA翻譯 產(chǎn)物羧基端最常見的氨基酸。 ? 此外，終止密碼前、后的密碼子種類對終止效率 也有很大影響。相比較而 言，在所有終止密碼旁側(cè)序列中，第 4位核苷酸為 C時 的終止效率最低。 在 C……………… 小于 17％ ? 原核生物中 U……………… 最高 在酵母中統(tǒng)計了 784個基因 終止密碼旁側(cè)序列 后發(fā)現(xiàn)，主要有 三種組合 ： 組 合 占基因總數(shù)％ 占高表達基因％ 平均通讀率％ A 第一組 UAAG 48 86 U A UAGU 第二組 A 38 10 UGAG U UAAC 第三組 C 13 4 UAGG UGAC ? 由上表可見，第一組的使用頻率最高，終止效率 也最高。 2). 終止密碼的旁側(cè)序列 ? 經(jīng)分析多種基因的終止密碼旁側(cè)序列后發(fā)現(xiàn)， mRNA終止密 碼下游第一個核苷酸的分布有明顯的傾向性，表現(xiàn)為 “ 四核苷酸終 止序列 ” 的現(xiàn)象。 . 翻譯終止密碼及其旁側(cè)序列 1). 終止密碼 研究表明，三個終止密碼在不同生物的 mRNA中使用頻率是不 一樣的。UTR結(jié)構(gòu)對翻譯的調(diào)控作用 ? 真核生物 mRNA3’ UTR包括終止密碼及其旁側(cè)序列、 UA序列和poly(A)尾等結(jié)構(gòu)元件。只有當外殼蛋白翻譯出氨基 端后， RNA的高級結(jié)構(gòu)被打開，才能使復制酶開 始翻譯。整個分子通過分子內(nèi)的氫鍵形 成了復雜的空間結(jié)構(gòu)。（見盛先生書 p367） galT基因終止密碼前的 GGAG順序就是原核生物 SD序列 中的核心順序，是核糖體結(jié)合 mRNA的識別信號。因此，可能還有其他的 翻譯調(diào)控機制。例如： Trp B和 Trp A 這兩個基因的產(chǎn)物也要以等摩爾結(jié)合成四聚體的色氨酸 合成酶。而這個操縱子的下游基因 Trp C，B之間由于相隔了 11個堿基，所以不存在這種翻譯偶聯(lián)。 它的轉(zhuǎn)錄本為 多順反子復合轉(zhuǎn)錄單位： ? Trp E D C B A ? → 轉(zhuǎn)錄方向 ? → 翻譯方向 ? 其中基因 E的終止密碼與基因 D的起始密碼之間有一個核苷酸的重疊： ? Trp E thrphestop ? ACUUUCUGAUG GCU ? Trp D startala ? 在野生型菌株中，當核糖體對 Trp E翻譯終止時，立即就可以轉(zhuǎn)入對 Trp D的翻譯起始。 ? 復雜些的例子，如在大腸桿菌染色體上的色氨酸 操縱子和半乳糖操縱子中，表現(xiàn)為通過翻譯偶聯(lián)來調(diào)控 翻譯起始。它的生物學 意義不僅在于可以使較少的遺傳物質(zhì)中包含更多的遺傳 信息；而且在于可以對基因表達的調(diào)控起重要作用，其 中包括對翻譯的調(diào)控。 ? 原因就是這些 mRNA 5’ UTR的 GC豐富區(qū)形成莖環(huán)結(jié)構(gòu)來促進其上游處于非理想旁側(cè)序列中的非 AUG密碼的翻譯作用。 ? 小鼠 基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的 CUG。 ? 2). 下游莖環(huán)結(jié)構(gòu)能激活處于理想旁側(cè)序列中的非 AUG起 始密碼的作用。 ? 例如： 通過試驗把莖環(huán)結(jié)構(gòu)分別置于非理想旁側(cè)序列中 的 AUG密碼下游不同距離處，觀察這個 AUG起始翻譯的效率。 ? 莖環(huán)結(jié)構(gòu)除了對翻譯起始有阻抑作用外，在一定條件下，也能以正調(diào)節(jié)方式 促進翻譯起始 過程。但是，一旦形成這種結(jié) 合后，起始復合物就有能力穿透二級結(jié)構(gòu)區(qū)。當他把這一結(jié)構(gòu)置于距 5’ 帽結(jié)構(gòu) 52堿基位置時，就 不影響核糖體對 mRNA的結(jié)合與翻譯的起始。 ? 1). 莖環(huán)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性 ? 堿基配對區(qū)越長或 GC對含量越高，發(fā)卡結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定。 這類結(jié)構(gòu)會妨礙核糖體對 mRNA起譯部位的結(jié)合，阻止核糖體 40S 亞基的遷移，對翻譯起始具有 順式阻抑 作用。 由此可見，先導序列的 長度 影響翻譯起始的 效率 和 翻譯起始的 準確性 。 當把間距增加到 20個堿基長度時，可以防止核糖體 滑過的現(xiàn)象。 真核基因 mRNA起始密碼旁側(cè)的共有序列 共 有 序 列 物種 321+1+2+3+4 脊椎動物 GCCGCCACCAUGG G 植 物 AAAAAUGGC 果 蠅 UAAAAUG A C 酵 母 AAAAAAAUGUCU U C C 原生動物 AAAAAAAAAAAAAUGA UUUUUUUUU . 翻譯起始 先導序列 的長度 (Leader length) Kozak 通過系統(tǒng)地構(gòu)建和分析了一系列不同 5‘ UTR 長度的轉(zhuǎn)錄體后發(fā)現(xiàn) ,當 5’UTR中第一個 AUG離 5’帽結(jié)構(gòu) 的位置太近時，不會被核糖體 40 S亞基識別。 ? 非脊椎動物最常見： AAA 和