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真核生物翻译的调控
原核生物基因表达的调控主要在转录水平上进行，而真核生物由于
RNA
较
为稳定，
所以除了存在转录水平的调控以
外，
在翻译水平上也进行各种形式的调
控。
在蛋白质生物合成的起始反应中主要涉及到细
胞中的四种装置
,
这就是
:1.
核糖体
,
它是蛋白质生物合成的场所
;2.
蛋白质合成的模板
mRNA
它是传递基因信
息的媒介
;3.
可溶性蛋白因子
,
这是蛋白质生物合成起始物形成所必需的
因
子
;,
它是氨基酸的携带者。只有这
些装置和谐统一才能完成蛋白质的合
成。
1
、
mRNA
运输控制
运输控制（
transport
co
ntrol
）是对转录本从细胞核运送到细胞质中的数
量进行调
节。
真核和原核生物不同，
有一个核膜包被的核，
此核膜就是一个基因
表达的控制点。
我们知道初始转录本是在核内广泛地被加工。实验表
明几乎只有一半的蛋
白编码基因的初始转录本一直留在核里面，然后被降解掉。成熟的<
/p>
mRNA
如何调
节从核内转运到细胞质中
呢？看来这些
mRNA
都要通过核孔进行转运，但是对于
从核中输出的过程以及输出或保留所需的信号知道得很少。某些证据表明
SnRNPs
对于
mRNA
留在核中
是很重要的。例如在抑制剪接体装配的成熟酵母中，
mRNA
易
于从核中的输出。
这就导致产生剪接体滞留模型
（
spliceosome
retentior
m
odel
）
。
在这个模型中剪接体的装
配与
mRNA
的输出相竞争，
这样，<
/p>
当前体
mRNA
在剪接体经过加工的过程
中，
RNA
滞留在核中，不能与核孔相互作用。当加工完
成后，内含子被切除了，
mRNA
从剪接体上
解离下来，游离的
mRNA
能与核相互作
用，但内含子不行。现在还不清楚
mRNA
是否需要一个特殊
的输出信号还是属于
无规则的输出。
2
、
mRNA
翻译的控制
mRNA
分子通过核糖体对它们的选择
充当了翻译调节的主角。
不同的翻译明
显地影响到基因的表达。
例如
mRNA
储存在很多脊椎和无脊椎
动物的未受精卵中，
在未受精阶段蛋白质合成率是很低的，
但一
旦受精蛋白质合成立即增加。
因此这
各合成的增加并没有新的<
/p>
mRNA
的合成，可能是由于存在一种翻译控制之故。最
近认为这种翻译控制主要是蛋白降解控制，
在控制中蛋白降解的速率是受
到调节
的。
在细胞质中所有的
RNA
都要受到降解控制（
degradation
control
）
在控制
中
RNA
降解的速率（也称为<
/p>
RNA
的转换率是受到调节的。通常核糖体中的
< br> rRNA
和
tRNA
是很稳定
的，相比之下
mRNA
分子的稳定性很不一致，有的
mRNA
的寿命
可延续好几个月，
有的只有几分钟。
我们在某些类型的细胞中加入调节物可使某
< br>些特殊蛋白的合成增加。
这可能涉及到相关基因转录速率的增加，
也可能涉及到
其
mRNA
稳定
性的增加。表
18-11
表明某些特殊效应分子对各种组织和细
胞中的
mRNA
稳定性的影响。
真核生物基因的翻译调控的一个重要作用是控制
mRNA
的稳定性。
在某些真
核细胞中的
mRNA
进入细胞质以后，并不立即作为
模板进行蛋白质合成，而是与
一些蛋白质结合形成
RNA
蛋白质
（
RNP
）<
/p>
颗粒。
这种状态的
mRNA
的半衰期可以延
长。
mRNA
的寿命越长，以它为模板进行翻译的次数越多。家蚕的丝芯蛋白基因
是单拷贝的，但在
几天内，一个细胞中可以合成多达
1010
个丝芯蛋白分子。这
是它的
mRNA
分子和蛋白质结合成为
RNP
颗粒而延长了寿命的结果。真核细胞中
< br>mRNA
的平均寿命通常为
3 h
，而丝芯蛋白的
mRNA
的平均寿命却长达
< br>4 d
，从这
里可以看出
mRN
A
的寿命控制着翻译活性。不同发育时期，
mRNA
的寿命的长短不
同，
翻译的活性也不同。
mRNA
的寿命除与
5′的帽和
3′的尾有关外，
还与
mRNA
结合形成
mRNA
蛋白质颗粒的蛋白质组分有关。
其实
mRN
A
的降解可能是基因表达调控的一个重要控制点，
mRNA
降解速率
的不同表现了和各
mRNA
结构特点有关。
特别是
mRNA
的选择性降解在很大程度上
是由于核酸酶和
mRNA
内部结构相互作用的结果。例如在很多短寿命的
mRNA
3′
端非翻译区（
UTR
< br>）中的一组富含
AU
的序列（
U
UAAUUUAU
）是和它们的不稳定性
有关系的，但现在还不
清楚
AU
丰富区怎样使
mRNA
不稳定的，可能和去消
poly
（
A
）有关；也可能
AU
序
列与
80S
复合物形成过程中的某种因子结合。
3
、
mRNA
的结构和翻译的效率
5′m7G
< br>帽结构是否存在和是否易于接近
eIF-4F
的程度对翻
译效率有着明显的影
响。
起始密码子
A
UG
的位置和其侧翼的序列对翻译的效率也有影响，
这些因素主
要是通过与调控蛋白、核糖体、
RNA
等的亲和性改变影响到起始复合物的形成，
以致影响到翻译的效率。
5′端非翻译区的长度也会影响到翻译的效率和起始的精确性，当此区长度在
17
～
80Nt
之
间时，体外翻译效率与其长度变成正比，此区高极结构和高
G·C
含
量对翻译的起始都有妨碍。
<
/p>
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
< br>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
< br>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<
/p>
（
poly(A)
结合蛋白）的存在，<
/p>
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′
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