生物化学/微小RNA(miRNA)
微小RNA 是RNA中小的非编码区域(通常约21个核苷酸长),它们参与通过基因沉默来调节基因表达。这通过一个称为RNA干扰 (RNAi) 的过程发生。微小RNA通过其5'端与mRNA的3'非翻译区配对,以阻止mRNA链的翻译,从而阻止蛋白质合成。以及通过对mRNA的修饰。虽然当前的研究提供了一些见解,但miRNA与mRNA的相互作用尚未得到彻底分析。如何运作的机制的完整知识还有待发现,但是,研究提供了一些关于miRNA如何影响翻译以及在此过程中可能发生的其它因素的信息。
为了使miRNA能够阻止翻译,它必须经历一些蛋白质的添加。已经证明有两种蛋白质与miRNA结合在一起。这些蛋白质是GW182蛋白,以及AGO家族中的任何一种蛋白质,其中AGO是Argonaute的缩写,定义为一种催化蛋白。AGO蛋白家族包含四个蛋白质,名称为AGO1-AGO4。当miRNA与GW182和一个AGO蛋白结合时,它会形成一个称为miRNA诱导沉默复合物(miRISC)的复合物,该复合物将充当翻译的抑制剂。
在miRISC形成后,它可以在翻译的起始阶段抑制翻译,它会抑制核糖体复合物的形成(真核生物为80s复合物,原核生物为70s复合物。对于真核生物,80s复合物由40s和60s复合物组成;为了使80s复合物通过60s与40s结合而形成,需要一种称为eIF4F起始因子的起始因子。eIF4F与PABP或Poly A结合蛋白相互作用,这种相互作用导致核糖体亚基识别开放阅读框的多聚A尾。miRISC通过抑制eIF4F或PABP来抑制40s亚基识别开放阅读框的帽,因此60s亚基不与40s结合,因此mRNA不会被翻译。要完全了解在起始阶段抑制翻译,还需要进行大量研究。miRISC还会在起始后阶段抑制翻译,虽然其机制尚不清楚。科学家推测,一旦80s核糖体复合物形成,miRISC就会通过蛋白水解分离80s亚基,导致核糖体“脱落”,而mRNA链保持未翻译状态。
miRISC与mRNA之间的相互作用导致mRNA通过脱腺苷酸化而降解,并且它特别受miRISC中的GW182蛋白的影响。GW182蛋白与一个蛋白复合物CCR4-NOT1脱腺苷酸化酶复合物相互作用,它们一起从多聚A尾中去除一个腺苷基团。脱腺苷酸化后,5'端帽被去除。然后降解mRNA,它不再能够进行翻译。这种机制的大部分仍然未知,预计此过程中会发生其他因素,但尚未被发现。目前的研究仅提供了对这些过程及其机制的见解。
Fabian, Marc R. Sonenber, Nahun. Filipowicz, Witold. 微小RNA对mRNA翻译和稳定性的调控。 生物化学年度回顾。2010