核糖體停滯

核糖體停滯(Ribosomal pause, Ribosomal stall)[1]是細胞中核糖體轉譯mRNA時發生停滯的現象,在原核生物真核生物細胞中皆會發生[2][3]核糖體分析等實驗技術可用於找出mRNA中發生核糖體停滯的位點[4]

核糖體轉譯過程示意圖

機制

早在1980年代即有研究顯示核糖體轉譯mRNA不同區域的的速率不一致,當時認為轉譯較慢的位點是因含有罕見的密碼子,對應的tRNA在細胞中含量較少,因此與mRNA結合所需的時間較長[5]。但近年核糖體分析的實驗結果顯示核糖體發生停滯的位點與其對應tRNA的含量不一定有關,意即有些核糖體停滯並非由罕見密碼子造成[2]。除此之外造成核糖體停滯的原因還有多脯氨酸序列(polyproline)、tRNA未活化(未連接氨基酸)等[1],此類停滯為可逆,可由eIF5A(真核生物)或EFP(原核生物)蛋白解決,為細胞調控轉譯的機制之一,除控制蛋白質轉譯的產量[6],還可能與蛋白質摺疊有關(即在蛋白質的結構域轉譯結束時發生停滯,讓其有時間完成折疊)[7],或者促使核糖體移碼發生[8]。缺少eIF5A的真核細胞發生核糖體停滯的頻率會增加[9]

有時核糖體停滯為不可逆,原核生物與真核生物皆有將核糖體自mRNA釋出的機制。當真核細胞中mRNA上不具終止密碼子時,核糖體轉譯後會停滯於mRNA的末端,此時細胞會啟動無終止密碼子媒介式分解途徑(NSD)將核糖體釋出,並將該mRNA與轉譯的多肽產物降解;有時核糖體會遇到mRNA上較複雜的二級結構而停滯,細胞則可啟動轉譯停滯分解(no-go decay,NGD)途徑,亦可將核糖體釋出,並降解mRNA及多肽產物[8]。細菌則可以转运-信使RNA(tmRNA)啟動反式轉譯來處理停滯的核糖體[1],部分細菌還有ArfAArfB等其他途徑[1][10]

參考文獻

  1. Buskirk, Allen R.; Green, Rachel. . Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 2017, 372 (1716): 20160183. PMC 5311927可免费查阅. PMID 28138069. doi:10.1098/rstb.2016.0183.
  2. Li GW, Oh E, Weissman JS. . Nature. 2012, 484 (7395): 538–41 [2021-12-06]. Bibcode:2012Natur.484..538L. PMC 3338875可免费查阅. PMID 22456704. doi:10.1038/nature10965. (原始内容存档于2021-12-06).
  3. Lopinski JD, Dinman JD, Bruenn JA. . Molecular and Cellular Biology. 2000, 20 (4): 1095–103. PMC 85227可免费查阅. PMID 10648594. doi:10.1128/MCB.20.4.1095-1103.2000.
  4. Brar GA, Yassour M, Friedman N, Regev A, Ingolia NT, Weissman JS. . Science. 2012, 335 (6068): 552–7. Bibcode:2012Sci...335..552B. PMC 3414261可免费查阅. PMID 22194413. doi:10.1126/science.1215110.
  5. Kontos H, Napthine S, Brierley I. . Molecular and Cellular Biology. 2001, 21 (24): 8657–70. PMC 100026可免费查阅. PMID 11713298. doi:10.1128/MCB.21.24.8657-8670.2001.
  6. Darnell AM, Subramaniam AR, O'Shea EK. . Molecular Cell. 2018, 71 (2): 229–243.e11. PMC 6516488可免费查阅. PMID 30029003. doi:10.1016/j.molcel.2018.06.041.
  7. Gawroński P, Jensen PE, Karpiński S, Leister D, Scharff LB. . Plant Physiology. March 2018, 176 (3): 2557–2569. PMC 5841727可免费查阅. PMID 29298822. doi:10.1104/pp.17.01564.
  8. Buchan JR, Stansfield I. . Biology of the Cell. 2007, 99 (9): 475–87. PMID 17696878. doi:10.1042/BC20070037可免费查阅.
  9. Manjunath H, Zhang H, Rehfeld F, Han J, Chang TC, Mendell JT. . Cell Reports. 2019, 29 (10): 3134–3146.e6. PMC 6917043可免费查阅. PMID 31801078. doi:10.1016/j.celrep.2019.10.129.
  10. Chan, KH; Petrychenko, V; Mueller, C; Maracci, C; Holtkamp, W; Wilson, DN; Fischer, N; Rodnina, MV. . Nature Communications. 2020, 11 (1): 4106. PMC 7427801可免费查阅. PMID 32796827. doi:10.1038/s41467-020-17853-7.
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