5′端非翻譯區的二極結構影響到調控蛋白與帽結構的接近,阻礙40S前起始復合體的裝配和在mRNA上的掃描,起負調控的作用。但若二極結構位于
AUG的近下游,(最佳距離為14
nt),將會使移動的40亞基停靠在AUG位點,增強起始反應。真核的系列翻譯起始因子可使二極結構解鏈,使翻譯復合體順利通過原二級結構區,繼續其肽鏈的延伸,而不會起阻礙作用。在這種情況下二極結構又起到了正調控的作用。
MRNA
3′端的poly(A)不僅和mRNA穿越核膜的能力有關,而且影響到mRNA的穩定性和翻譯效率。有ploy(A)的mRNA其翻譯效率明顯高于無
poly(A)的mRNA ,Poly
A長度和翻譯效率有關。有人將poly(A)比做翻譯的計數器,隨著翻譯次數的增加,poly(A)在逐步縮短,也就是說poly(A)越長mRNA作為模板的使用的半衰期越長。Poly(A)對翻譯的促進作用是需要PABP(poly(A)結合蛋白)的存在,PAPB結合poly(A)最短的長度為12
nt,當poly(A)缺乏PAPB的結合時,mRNA
3′端的裸露易招致降解。PAPB遷移到AU序列時,導致poly(A)的暴露促進了mRNA的降解。
4、翻譯的起始調節
免網織紅細胞和大多數生物的網織紅細胞一樣是沒有細胞核的,因此沒有DNA,而mRNA也早已加工好了,所以蛋白質的合成調節只能依賴于翻譯水平,很多基因表達水平的資料就是從研究網織紅細胞中獲得的。血紅素對珠蛋白合成的調控就是一例,這種調節是通過對翻譯起始的復合物的形成來控制的。
在網織紅細胞中有兩個合成酶系,一個合成血紅素,另一個合成珠蛋白,血紅素通過自身的反饋調節來控制,而其濃度又可調節珠蛋白合成的速率,使珠蛋白合成速度為血紅素的兩位,這種調控是通過控制翻譯起始復合物的形成來進行的。
依賴cAMP的蛋白激酶(R2C2)是由調節亞基R2和催化亞基C2構成,當它和cAMP結合釋放出自由的C
亞基,成為活化的蛋白激酶,而血紅素的存在對這一步反應是抑制的。自由的C亞基可催化無活性的HCR(控制血紅素阻遏物hemim-controlled
repressor,又稱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,而血紅素抑制這一系列反應就可使
EIF-2不被磷酸化,保持活性狀態,和細胞中的tRNAinit及ESP(eIF-2-stimulating
protein)形成翻譯起始復合物,開始合成珠蛋白,因此缺乏血紅素時,珠蛋白也不能合成。
5、選擇性翻譯
在原核生物中常通過操縱子來控制合成的相關蛋白濃度比,而在真核中不存在操縱了,所以就要采用別的方式,選擇性翻譯就是其中一例,比如α和β珠蛋白的合成。眾所周知珠蛋白是由兩條α鏈和兩條β鏈組成的。但在二倍體細胞中都有4個α-珠蛋白基因,如果它們相同轉錄和翻譯的話它們之間的濃度比應是
α:β=2:1,而實際上是1:1,那么是通過轉錄調控還是通過翻譯調控使它們的產物達到以了平衡呢?人們進行了以下的體外實驗,在無細胞系統中加入等量的αmRNA和βmRNA以及少量的起始因子,結果合成的α-珠蛋白僅占3%,說明β-mRNA和起始因子的親和性遠大于α-mRNA。當加入過量的起始因子時α珠蛋白和β珠蛋白之比為1.4:1,接近1:1,表明是在翻譯水平上存在的差異,即和翻譯起始因子的親和性不同,此是由于mRNA本身的二極結構和高極結構所致。
6、反義RNA調控
在原核生物反義RNA發現以后,人們開始注意真核生物中反義RNA的存在及功能。1984年Adelman等發現大鼠的促性腺激素釋放激素(GnRH)的基因兩條鏈都能轉錄,首次在真核中發現了反義RNA;1986年Green等發現來自骨髓細胞瘤病毒的癌基因myc三個外顯子中的第1,2
兩個外顯之間有部分互補。在有的細胞中,當失去外顯子1時,myc基因過量表達,推測外顯子1可能通過互補來抑制myc的表達。現已弄清在
C.elegans中,控制幼蟲發育的基因lin 14受到lin
4基因的反義調節。這是一種對翻譯模板的抑制來進行調控的途經。人們已將反義RNA發展成一門反義技術應用于動、植物病毒的抑制,果蔬的保鮮,甚至期重用于腫瘤的治療。反義藥物的開發無疑具有著廣泛的前景。
7、翻譯的自我調節
在真核生物中也存蛋白質合成的自我調節。例如微管蛋白是構成枋棰體的主要成分。而秋水仙堿和長春花堿都能抑制維管蛋白的多聚化,從而使細胞中游離的微管蛋白濃度增加。若在組織培養細胞中加入秋水仙堿或長春花堿側會使微管蛋白的mRNA消失,如果用微量注射器將微管蛋白注入到哺乳動物細胞中,那么就會抑制微管蛋白的進一步合成。可能過量的微管蛋白結合于核糖體的新生蛋白上或結合于mRNA上,阻止翻譯,導致mRNA的降解所致。
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