【正文】 體 40S亞基不能與 mRNA結(jié)合，影響了翻 譯的起始。 ? 這表明，雖然 mRNA 5’近端的二級結(jié)構(gòu)能阻礙核糖體 40S亞 基及起始因子復合物與翻譯模板的結(jié)合。這種穿透作用可能 與某些起始因子具有解旋酶活力有關(guān)。 ? 這種促進作用表現(xiàn)在兩方面： ? 1). 當一個處于非理想旁側(cè)序列中的 AUG，其下游適宜的 鄰近位置有莖環(huán)結(jié)構(gòu)時，翻譯作用可以從這個 AUG開始。 結(jié) 果發(fā)現(xiàn)，當莖環(huán)結(jié)構(gòu)位于該 AUG下游 14個堿基的距離時，增強了 它的翻譯起始效率；而位于 2個堿基或 32個堿基時則沒表現(xiàn)出這 種促進作用。 現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)某些天然 mRNA的翻譯作用起始于非 AUG密碼 ,例如： tK酪氨酸激酶的 CUG。 ? 鼠 p88 Krox24 蛋白的 ACG 等等。 . 重疊基因 ? 重疊基因是原核生物中最常見的現(xiàn)象。 ? 簡單的例子，如在大腸桿菌噬菌體 λ 、 φX174 、 G4和絲狀 RNA噬菌體等中，主要表現(xiàn)為通過不同的讀碼 方式（即選用不同的起始密碼和終止密碼），可以從同 一段核苷酸順序翻譯出不同的蛋白質(zhì)。 ? (盛先生書 p365369的內(nèi)容就是介紹這種調(diào)控機 制的兩種不同形式 ) 1). 通過重疊的密碼保證同一個核糖體對兩個連續(xù)的基因轉(zhuǎn)錄物進行有效的翻譯 ? 大腸桿菌色氨酸操縱子由五個基因組成。 ? 但在 Trp E發(fā)生無義突變時，核糖體在未達到終點前就解離，從 mRNA上脫落，而 Trp D又沒有自己的 AUG 理想旁側(cè)序列，所以它的翻譯起始大受影響。 ? 但是這種情況并不是絕對的。它們的基因也是首尾重疊的 (見盛先生書 p367), 但并沒發(fā)現(xiàn)有翻譯偶聯(lián)的現(xiàn)象。 2). 通過前一個基因終止密碼前存在的核糖體結(jié)合序列 ,使后一個鄰近的基因進行有效的翻譯 例如：大腸桿菌半乳糖操縱子 gal E. T. T與 K的翻譯情況就是這樣。 . RNA的高級結(jié)構(gòu) ? f2是 RNA噬菌體，它的所有基因都在自己 這個 RNA分子上。這種空間結(jié)構(gòu)恰巧使得復 制酶的翻譯起始部位被編碼外殼蛋白的 RNA部分 的高級結(jié)構(gòu)所掩蓋。 ? (見盛先生書 p371的表 8－ 3) . 339。它們參與翻譯過程并起調(diào)節(jié)作用。 ? UGA 在脊椎動物、單子葉植物中使用頻率最高； ? UAA 在其他真核生物中； ? UAG 使用頻率最低。例如： ? 真核生物中 A,G核苷酸出現(xiàn)頻率在 60－ 70％間。因此高表達基因多采用這種組合。表明這個位置的核苷酸可能與終止 作用的調(diào)節(jié)有關(guān)。許多真核生物 mRNA終止密碼上游的第 一個密碼子往往是 AAG。提示這樣的結(jié)構(gòu)可能有 利于翻譯終止的效率。 如果在終止密碼前、后同時插入 CAA，則會大幅度增加 通讀效率。 . UA序列對翻譯的調(diào)控作用 在許多編碼細胞因子的 mRNA 3’ UTR中都有富含 UA的保守序列。若除去這段序列可以明顯提高 mRNA的穩(wěn)定性。它的抑制效率與它在 3’ UTR中的拷貝數(shù)正相關(guān)。 Poly(A)尾的長度范圍 : ? 哺乳動物細胞內(nèi)約為 200－ 250 堿基 低等真核 …………… 100 堿基 ? mRNA從核內(nèi)轉(zhuǎn)運到胞質(zhì)后， poly(A)尾被進一步縮短。 ? 此外， Poly(A)尾不是裸露的，而是結(jié)合著 poly(A)結(jié)合蛋白 (Poly(A) Binding Protein, PABP)。 1). Poly(A)尾與 mRNA的穩(wěn)定性 ? 蛋白質(zhì)在細胞中的豐度主要取決于編碼該蛋白的mRNA在細胞中的豐度，而 mRNA的豐度是取決于其合成與降解的速度。通常，那些需要快速適應(yīng)環(huán)境變化的生物，它們的 mRNA半衰期普遍較短；反之，就較長。例如下表所示： ? 生物 mRNA半衰期 (分鐘 ) ? E. coli 2 ? Yeast 10 – 20 ? Mammal 數(shù)小時 ? 即使在同一生物體內(nèi)， 不同 mRNA的半衰期也不一樣 。 ? 例如在酵母中，有一種嘧啶合成途徑的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子 PPR1(transcription factor regulating pyrimidine pathway)，它的 mRNA T1/2僅為 1分鐘。 ? 研究發(fā)現(xiàn)， poly(A)尾對 mRNA分子的穩(wěn)定作用需要PABP的存在。 ? 當結(jié)合在 mRNA末端的 PABP遷移到 UA序列區(qū)域時，就會導致 PABP與 poly(A)尾的分離，使 poly(A)尾裸露，從而導致 poly(A)尾的降解發(fā)生。 ? 一旦 poly(A)尾被除去， mRNA就會在內(nèi)切和外切核酸酶的作用下沿 3’ →5 ’方向迅速降解。 1). 脫腺苷酸依賴途徑 ? 在 poly(A)尾上結(jié)合的 PABP蛋白與 poly(A)尾形 成的復合物具有抑制 mRNA 5‘帽結(jié)構(gòu)降解的功能。 ? ? 2). 脫腺苷酸非依賴途徑 ? 這是由于 mRNA正常翻譯區(qū)內(nèi)存在的異常翻譯終 止密碼被激活，導致 脫帽降解 過程的啟動。這就使 mRNA暴露于 xrn1 基因編碼的一種具有極強降解活力的 5’ →3 ’外切核酸 酶的作用下。 ? 許多動物在卵細胞成熟和早期胚胎發(fā)育過程中 ,母 體 mRNA用脫尾或加尾的辦法調(diào)節(jié)翻譯： 不需要的 mRNA經(jīng)脫尾后降解；暫時不用的 mRNA脫尾 后并不降解，以后需要翻譯時再重新加尾，然后翻譯。 AAUAAA及其上游 UTR內(nèi)的寡 聚 U是 胞質(zhì) 中添加 poly(A)尾的信號結(jié)構(gòu)。這表現(xiàn)在：有尾的 mRNA翻譯效率 比脫尾的 mRNA高得多。 例如，體外翻譯系統(tǒng)中： —————————————————————————————————————— 翻譯效率 m7G－ mRNApoly(A)－ m7G＋ mRNA poly(A)－ m7G＋ mRNA poly(A)＋ ______________________________________________________________ 基 礎(chǔ) 低 低 高 ______________________________________________________________ 加入外源 poly(A) 0 激活 抑制 ______________________________________________________________ 再加入 PABP 0 0 解除抑制 —————————————————————————————————— ? 試驗結(jié)果顯示： (1). 有 poly(A)尾的 mRNA翻譯效率明顯高于無尾的。這表明 poly(A) 尾對翻譯的激活作用依賴于 mRNA 5’帽結(jié)構(gòu)的存在。 (4). 但這種抑制作用可因加入外源性 PABP而消除。 上述結(jié)果表明： 3’ UTR和 poly(A)尾對翻譯的調(diào)控作用主要 表現(xiàn)在對 翻譯起始效率 的影響，同時也包括對 mRNA穩(wěn)定性 的影響 反式因子對翻譯的調(diào)控 翻譯的調(diào)控機制不僅與 mRNA結(jié)構(gòu)有關(guān)，而且與多種參與翻 譯過程的反式因子有關(guān)。實驗證明，核糖體蛋白不僅能與 rRNA專一性地結(jié) 合，也與編碼其自身的 mRNA上翻譯起始區(qū)結(jié)合。 mRNA 核糖體蛋白 核糖體 rRNA 細胞合成蛋白質(zhì)的能力是由核糖體數(shù)目的多少決定的。