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生物化學/微小RNA(miRNA)

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微小RNA 是RNA中小的非編碼區域(通常約21個核苷酸長),它們參與透過基因沉默來調節基因表達。這透過一個稱為RNA干擾 (RNAi) 的過程發生。微小RNA透過其5'端與mRNA的3'非翻譯區配對,以阻止mRNA鏈的翻譯,從而阻止蛋白質合成。以及透過對mRNA的修飾。雖然當前的研究提供了一些見解,但miRNA與mRNA的相互作用尚未得到徹底分析。如何運作的機制的完整知識還有待發現,但是,研究提供了一些關於miRNA如何影響翻譯以及在此過程中可能發生的其它因素的資訊。

miRNA修飾

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為了使miRNA能夠阻止翻譯,它必須經歷一些蛋白質的新增。已經證明有兩種蛋白質與miRNA結合在一起。這些蛋白質是GW182蛋白,以及AGO家族中的任何一種蛋白質,其中AGO是Argonaute的縮寫,定義為一種催化蛋白。AGO蛋白家族包含四個蛋白質,名稱為AGO1-AGO4。當miRNA與GW182和一個AGO蛋白結合時,它會形成一個稱為miRNA誘導沉默複合物(miRISC)的複合物,該複合物將充當翻譯的抑制劑。

miRNA和翻譯抑制

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在miRISC形成後,它可以在翻譯的起始階段抑制翻譯,它會抑制核糖體複合物的形成(真核生物為80s複合物,原核生物為70s複合物。對於真核生物,80s複合物由40s和60s複合物組成;為了使80s複合物透過60s與40s結合而形成,需要一種稱為eIF4F起始因子的起始因子。eIF4F與PABP或Poly A結合蛋白相互作用,這種相互作用導致核糖體亞基識別開放閱讀框的多聚A尾。miRISC透過抑制eIF4F或PABP來抑制40s亞基識別開放閱讀框的帽,因此60s亞基不與40s結合,因此mRNA不會被翻譯。要完全瞭解在起始階段抑制翻譯,還需要進行大量研究。miRISC還會在起始後階段抑制翻譯,雖然其機制尚不清楚。科學家推測,一旦80s核糖體複合物形成,miRISC就會透過蛋白水解分離80s亞基,導致核糖體“脫落”,而mRNA鏈保持未翻譯狀態。

miRNA誘導的mRNA降解

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miRISC與mRNA之間的相互作用導致mRNA透過脫腺苷酸化而降解,並且它特別受miRISC中的GW182蛋白的影響。GW182蛋白與一個蛋白複合物CCR4-NOT1脫腺苷酸化酶複合物相互作用,它們一起從多聚A尾中去除一個腺苷基團。脫腺苷酸化後,5'端帽被去除。然後降解mRNA,它不再能夠進行翻譯。這種機制的大部分仍然未知,預計此過程中會發生其他因素,但尚未被發現。目前的研究僅提供了對這些過程及其機制的見解。

參考文獻

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Fabian, Marc R. Sonenber, Nahun. Filipowicz, Witold. 微小RNA對mRNA翻譯和穩定性的調控。 生物化學年度回顧。2010

華夏公益教科書