RNA加工与RNA世界

mRNA稳定性与定位(mRNA stability and localization)

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一条信息只有在被读到之前能存活得够久、并且最终落到正确的地方,才有用处。一张写着关火的便条,如果在有人看到之前就溶化了,或者卡在了错误的房间里,那就毫无价值。细胞对它的mRNA两件事都很在意:每条信息能存活多久(它的稳定性),以及它被送到细胞里的什么位置(它的定位)。

稳定性在很大程度上取决于一条mRNA被降解的速度。5'帽和多聚A尾是这条信息的两个保护性末端;降解通常从多聚A尾被修短开始,这就把信息暴露给外切核酸酶,让它被啃食殆尽。mRNA的3'非翻译区里的特定序列充当指令——有些是缩短其寿命的去稳定元件,另一些则是微小RNA或蛋白质的结合位点,能加快或减慢降解。于是不同的信息有着迥异的半衰期,从几分钟到几天不等,细胞还会随着信号来调整这些。定位则靠邮政编码式的序列起作用,同样常常位于非翻译区里:蛋白质读取这些编码,沿着细胞骨架把mRNA拉到某个特定地点,让它只在抵达后才被翻译。

这一层控制之所以重要,是因为在正确的时间、正确的地点、以正确的量造出蛋白质,与造不造它一样重要。一个神经元会把某些mRNA运送到远处的突触,好让蛋白质恰恰在记忆被储存的地方制造;一个卵细胞会囤积定位好的mRNA,在受精之后由它们决定胚胎的哪一端会变成头部。调节一条mRNA的寿命和地址,是一种不触动基因就能掌控细胞的快速而灵活的办法。

许多应激和炎症蛋白质的mRNA,在它们的3'尾区携带富含AU的元件,给自己打上快速降解的标记,使其半衰期只有几分钟。这让这类强效蛋白质被拴得很短——除非细胞主动续上,否则信息会自我销毁。

mRNA非翻译区里的序列,决定了它能存活多久、被送往何处。

细胞里某条mRNA的多少,并不等同于它造出多少蛋白质——即便是一个被大量转录的基因,若其信息寿命短、定位差,也可能产出很少的蛋白质。这正是单凭测量RNA水平(比如RNA测序)无法完全预测蛋白质产量的原因之一。

又称
mRNA half-lifemRNA turnoverRNA transportmRNA半衰期mRNA定位