真核生物翻譯的調控（1）

原核生物基因表達的調控主要在轉錄水平上進行，而真核生物由于RNA較為穩定，所以除了存在轉錄水平的調控以外，在翻譯水平上也進行各種形式的調控。

在蛋白質生物合成的起始反應中主要涉及到細胞中的四種裝置,這就是:1.核糖體,它是蛋白質生物合成的場所;2.蛋白質合成的模板mRNA它是傳遞基因信息的媒介;3.可溶性蛋白因子,這是蛋白質生物合成起始物形成所必需的因子;4.tRNA,它是氨基酸的攜帶者。只有這些裝置和諧統一才能完成蛋白質的合成。

1、mRNA運輸控制

運輸控制（transport control）是對轉錄本從細胞核運送到細胞質中的數量進行調節。真核和原核生物不同，有一個核膜包被的核，此核膜就是一個基因表達的控制點。

我們知道初始轉錄本是在核內廣泛地被加工。實驗表明幾乎只有一半的蛋白編碼基因的初始轉錄本一直留在核里面，然后被降解掉。成熟的mRNA如何調節從核內轉運到細胞質中呢？看來這些mRNA都要通過核孔進行轉運，但是對于從核中輸出的過程以及輸出或保留所需的信號知道得很少。某些證據表明 SnRNPs對于mRNA留在核中是很重要的。例如在抑制剪接體裝配的成熟酵母中，mRNA易于從核中的輸出。這就導致產生剪接體滯留模型（spliceosome retentior model）。在這個模型中剪接體的裝配與mRNA的輸出相競爭，這樣，當前體mRNA在剪接體經過加工的過程中，RNA滯留在核中，不能與核孔相互作用。當加工完成后，內含子被切除了，mRNA從剪接體上解離下來，游離的mRNA能與核相互作用，但內含子不行。現在還不清楚mRNA是否需要一個特殊的輸出信號還是屬于無規則的輸出。

2、mRNA翻譯的控制

mRNA分子通過核糖體對它們的選擇充當了翻譯調節的主角。不同的翻譯明顯地影響到基因的表達。例如mRNA儲存在很多脊椎和無脊椎動物的未受精卵中，在未受精階段蛋白質合成率是很低的，但一旦受精蛋白質合成立即增加。因此這各合成的增加并沒有新的mRNA的合成，可能是由于存在一種翻譯控制之故。最近認為這種翻譯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調節的。

在細胞質中所有的RNA都要受到降解控制（degradation control）在控制中RNA降解的速率（也稱為RNA的轉換率是受到調節的。通常核糖體中的 rRNA和tRNA是很穩定的，相比之下mRNA分子的穩定性很不一致，有的mRNA的壽命可延續好幾個月，有的只有幾分鐘。我們在某些類型的細胞中加入調節物可使某些特殊蛋白的合成增加。這可能涉及到相關基因轉錄速率的增加，也可能涉及到其mRNA穩定性的增加。表18-11表明某些特殊效應分子對各種組織和細胞中的mRNA穩定性的影響。

真核生物基因的翻譯調控的一個重要作用是控制mRNA的穩定性。在某些真核細胞中的mRNA進入細胞質以后，并不立即作為模板進行蛋白質合成，而是與一些蛋白質結合形成RNA蛋白質（RNP）顆粒。這種狀態的mRNA的半衰期可以延長。mRNA的壽命越長，以它為模板進行翻譯的次數越多。家蠶的絲芯蛋白基因是單拷貝的，但在幾天內，一個細胞中可以合成多達1010個絲芯蛋白分子。這是它的mRNA分子和蛋白質結合成為RNP顆粒而延長了壽命的結果。真核細胞中mRNA的平均壽命通常為3 h，而絲芯蛋白的mRNA的平均壽命卻長達4 d，從這里可以看出mRNA的壽命控制著翻譯活性。不同發育時期，mRNA的壽命的長短不同，翻譯的活性也不同。mRNA的壽命除與5′的帽和3′的尾有關外，還與mRNA結合形成mRNA蛋白質顆粒的蛋白質組分有關。

其實mRNA的降解可能是基因表達調控的一個重要控制點，mRNA降解速率的不同表現了和各mRNA結構特點有關。特別是mRNA的選擇性降解在很大程度上是由于核酸酶和mRNA內部結構相互作用的結果。例如在很多短壽命的mRNA 3′端非翻譯區（UTR）中的一組富含AU的序列（UUAAUUUAU）是和它們的不穩定性有關系的，但現在還不清楚AU豐富區怎樣使mRNA不穩定的，可能和去消poly（A）有關；也可能AU序列與80S復合物形成過程中的某種因子結合。

3、mRNA的結構和翻譯的效率

5′m7G帽結構是否存在和是否易于接近eIF-4F的程度對翻譯效率有著明顯的影響。起始密碼子AUG的位置和其側翼的序列對翻譯的效率也有影響，這些因素主要是通過與調控蛋白、核糖體、RNA等的親和性改變影響到起始復合物的形成，以致影響到翻譯的效率。

5′端非翻譯區的長度也會影響到翻譯的效率和起始的精確性，當此區長度在17～80Nt之間時，體外翻譯效率與其長度變成正比，此區高極結構和高 G·C含量對翻譯的起始都有妨礙。