胞质中mRNA水平的调控
进入胞质的mRNA如何有效地翻译,将来自DNA的信息转输给蛋白质的过程虽尚不清楚,但专一mRNA的有效浓度是表达的关键。它取决于以下两种因素。
1. mRNA的稳定性(转换率):在同一细胞中专一性不同的mRNA具有不同的半寿期,有时在同一细胞中专一mRNA在不同条件影响下半寿期也不同。真核mRNA半寿期有些可短至15~20分钟,另一些则非常稳定。由于mRNA降解的动力学过程是一级反应,因此,它似乎是随机的。然而某些RNA结合蛋白的保护作用和RNA酶抑制物的存在也可能起调节作用。
(1)激素的调节: 用雌激素处理雄鸡可使其肝脏中极低密度脂蛋白(VLDL)和卵黄蛋白原mRNA合成加快20~100倍以上。激素处理时mRNA半寿期长于24小时。若激素诱导1周后骤然撤除,则两种mRNA的半寿期都缩短至3小时左右。
(2)选择性降解机制: 哺乳动物成红细胞转录多种mRNA,包括占极小比例的珠蛋白mRNA,然而当成红细胞成为高度分化的网织红细胞时,90%的mRNA是编码珠蛋白的,其余的mRNA被选择地破坏。
2. mRNA结合形式及其在胞质中的分布: 小鼠腹水型肿瘤细胞质中2%的mRNA可以游离的mRNA-蛋白质复合物形式存在,结合在单核糖体和 (游离的或与膜结合的) 多聚核糖体上的分别为9%和65%。其中有些mRNA从不翻译,表明mRNA在胞质中存在的状态也在基因表达中起调节作用。此外,在苯巴比妥的作用下,肝细胞中合成的mRNA最初结合在核膜外的多聚核糖体上,随后转移至内质网上开始翻译,这提示细胞内分布对翻译效率的调节作用。海胆卵受精后需要大量蛋白质合成,这些蛋白质的编码mRNA (组蛋白、微管蛋白等)在未受精的卵细胞中以mRNP形式封闭着,以适应卵受精后快速翻译的需要。