5′端非翻译区的二极结构影响到调控蛋白与帽结构的接近,阻碍40S前起始复合体的装配和在mRNA上的扫描,起负调控的作用。但若二极结构位于
AUG的近下游,(最佳距离为14
nt),将会使移动的40亚基停靠在AUG位点,增强起始反应。真核的系列翻译起始因子可使二极结构解链,使翻译复合体顺利通过原二级结构区,继续其肽链的延伸,而不会起阻碍作用。在这种情况下二极结构又起到了正调控的作用。
MRNA
3′端的poly(A)不仅和mRNA穿越核膜的能力有关,而且影响到mRNA的稳定性和翻译效率。有ploy(A)的mRNA其翻译效率明显高于无
poly(A)的mRNA ,Poly
A长度和翻译效率有关。有人将poly(A)比做翻译的计数器,随着翻译次数的增加,poly(A)在逐步缩短,也就是说poly(A)越长mRNA作为模板的使用的半衰期越长。Poly(A)对翻译的促进作用是需要PABP(poly(A)结合蛋白)的存在,PAPB结合poly(A)最短的长度为12
nt,当poly(A)缺乏PAPB的结合时,mRNA
3′端的裸露易招致降解。PAPB迁移到AU序列时,导致poly(A)的暴露促进了mRNA的降解。
4、翻译的起始调节
免网织红细胞和大多数生物的网织红细胞一样是没有细胞核的,因此没有DNA,而mRNA也早已加工好了,所以蛋白质的合成调节只能依赖于翻译水平,很多基因表达水平的资料就是从研究网织红细胞中获得的。血红素对珠蛋白合成的调控就是一例,这种调节是通过对翻译起始的复合物的形成来控制的。
在网织红细胞中有两个合成酶系,一个合成血红素,另一个合成珠蛋白,血红素通过自身的反馈调节来控制,而其浓度又可调节珠蛋白合成的速率,使珠蛋白合成速度为血红素的两位,这种调控是通过控制翻译起始复合物的形成来进行的。
依赖cAMP的蛋白激酶(R2C2)是由调节亚基R2和催化亚基C2构成,当它和cAMP结合释放出自由的C
亚基,成为活化的蛋白激酶,而血红素的存在对这一步反应是抑制的。自由的C亚基可催化无活性的HCR(控制血红素阻遏物hemim-controlled
repressor,又称EIF-2激酶)磷酸化而成有活性的HCR,而有活性的HCR又使eIF-2磷酶化失去活性,而血红素抑制这一系列反应就可使
EIF-2不被磷酸化,保持活性状态,和细胞中的tRNAinit及ESP(eIF-2-stimulating
protein)形成翻译起始复合物,开始合成珠蛋白,因此缺乏血红素时,珠蛋白也不能合成。
5、选择性翻译
在原核生物中常通过操纵子来控制合成的相关蛋白浓度比,而在真核中不存在操纵了,所以就要采用别的方式,选择性翻译就是其中一例,比如α和β珠蛋白的合成。众所周知珠蛋白是由两条α链和两条β链组成的。但在二倍体细胞中都有4个α-珠蛋白基因,如果它们相同转录和翻译的话它们之间的浓度比应是
α:β=2:1,而实际上是1:1,那么是通过转录调控还是通过翻译调控使它们的产物达到以了平衡呢?人们进行了以下的体外实验,在无细胞系统中加入等量的αmRNA和βmRNA以及少量的起始因子,结果合成的α-珠蛋白仅占3%,说明β-mRNA和起始因子的亲和性远大于α-mRNA。当加入过量的起始因子时α珠蛋白和β珠蛋白之比为1.4:1,接近1:1,表明是在翻译水平上存在的差异,即和翻译起始因子的亲和性不同,此是由于mRNA本身的二极结构和高极结构所致。
6、反义RNA调控
在原核生物反义RNA发现以后,人们开始注意真核生物中反义RNA的存在及功能。1984年Adelman等发现大鼠的促性腺激素释放激素(GnRH)的基因两条链都能转录,首次在真核中发现了反义RNA;1986年Green等发现来自骨髓细胞瘤病毒的癌基因myc三个外显子中的第1,2
两个外显之间有部分互补。在有的细胞中,当失去外显子1时,myc基因过量表达,推测外显子1可能通过互补来抑制myc的表达。现已弄清在
C.elegans中,控制幼虫发育的基因lin 14受到lin
4基因的反义调节。这是一种对翻译模板的抑制来进行调控的途经。人们已将反义RNA发展成一门反义技术应用于动、植物病毒的抑制,果蔬的保鲜,甚至期重用于肿瘤的治疗。反义药物的开发无疑具有着广泛的前景。
7、翻译的自我调节
在真核生物中也存蛋白质合成的自我调节。例如微管蛋白是构成枋棰体的主要成分。而秋水仙碱和长春花碱都能抑制维管蛋白的多聚化,从而使细胞中游离的微管蛋白浓度增加。若在组织培养细胞中加入秋水仙碱或长春花碱侧会使微管蛋白的mRNA消失,如果用微量注射器将微管蛋白注入到哺乳动物细胞中,那么就会抑制微管蛋白的进一步合成。可能过量的微管蛋白结合于核糖体的新生蛋白上或结合于mRNA上,阻止翻译,导致mRNA的降解所致。
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