结构生物化学/细胞器/核糖体/核糖体合成
核糖体合成是一个多步骤、易出错的过程。核糖体由两个大小不等的亚基组成。这些亚基在翻译中执行专门的功能，例如较小的亚基负责 mRNA 解码，而较大的亚基负责肽酰转移反应。在真核生物中，核糖体由 4 个 rRNA 和大约 80 个核糖体蛋白组成。为了合成、成熟和运输核糖体的各个组成部分并组装它们，需要大约 200 个蛋白质反式作用因子的干预，以及大量的核仁小RNA (snoRNA)。这些参与了数百个独立的、易出错的反应。在核糖体生物发生过程中，有一些功能不直接与核糖体生物发生相关，因此被分配给核糖体合成因子，例如与细胞周期进程、或前 mRNA 剪接和 DNA 损伤反应的联系。由于核糖体装配途径中有如此多的反应，引入错误的可能性很大，并可能带来有害的后果。例如，合成因子的结合失败或丢失会导致结构缺陷的核糖体，并在翻译中产生功能性后果。为了应对这些问题，细胞进化出多种质量控制机制。然而，这并不是说突变只发生在合成过程中，因为突变也可能发生在暴露于基因毒性压力后。
一个创造最小化缺陷方法的例子是在一个晚期组装步骤中，细胞可以在早期的核仁阶段结合前 rRNA，从而使前核糖体进入到有效的合成途径。另一个情况是结合前核糖体以监测和系留核糖体蛋白结合位点的结构完整性。这种情况是存在与核糖体蛋白具有部分同源性的反式作用因子。这是因为缺陷会导致反式作用因子的结合延迟。
真核生物有多种降解核糖体的方法。核糖体途径中的反应非常多，因此错误和突变的可能性很大。当顺式发生突变时，可能会发生许多事件，例如 rRNA 序列的改变。监视途径监测 RNA 的结构和功能完整性。对于顺式构象的突变，可能会发生两种可能的途径，具体取决于 RNA 的大小和类型。
已描述了多种监视途径来监测成熟 RNA 分子的完整性，其中一种监测 mRNA 的途径是“无通行”衰变途径或 NGD。这是指导致核糖体停滞的 mRNA 被降解。LaRivière 等人对解码位点和肽酰转移酶中心的位置进行了替换，这些位置在细菌中对于核糖体功能是必要的。这样做是为了测试功能相关和保守的核糖体位点的突变是否会影响 rRNA 的稳定性。结果，该程序导致了非功能性 rRNA 衰变或 NRD 的鉴定。在 mRNA NGD 中，停滞的核糖体触发了在缺陷 mRNA 上的暂停位点处启动核酸内切酶裂解事件。然后，通过 5'- 和 3'- 裂解的 mRNA 产物的核酸外切酶消化。RNA 外切体消化在暂停位点处的缺陷裂解物，而 5'->3' exoRNase Xrn1 则消化 5'- 和 3'- 裂解的 mRNA。RNA 外切体是一种保守的多蛋白 3'->5' exoRNase 复合物，在大多数细胞 RNA 的合成、降解和监视中起作用。对于 NGD，关键成分包括 Dom34 和 Hbs1。然而，这对于 25S NRD 并不适用，但对于 18S NRD 却是如此。因此，它表明了两种不同的途径。
在 18S NRD 中，Dom34 与 Hbs1 在同一途径中共同作用，它们在体外和体内相互作用。翻译的小分子抑制剂稳定 18S，但不稳定 25S NRD 底物，因此提供了进一步的证据，表明 18S NRD 的激活需要延长核糖体，以及 18S 和 25S NRD 在机制上是不同的。18S NRD 与细胞质 exoRNase Xrn1 和 Ski7 相连，因为删除 Hbs1 和 Ski7 都能增强 18S NRD 底物的稳定性。18S NRD 和 mRNA NGD 都会在 P 体中积累，P 体是保守的 RNA-蛋白质细胞质颗粒，包含一组抑制物的未翻译 mRNA。然而，25S NRD 底物不会共定位到 P 体。
LaRivière 的工作使科学家们发现了“非功能性 rRNA 衰变”途径或 NRD。NRD 强调检测和去除发育的核糖体。NRD 类似于 NGD，但它们具有不同的动力学，这可以归因于成熟核糖核蛋白颗粒的复杂性和紧凑性。NRD 有两条途径，一条侧重于小的核糖体亚基，另一条修改大的核糖体亚基。大的核糖体亚基有两个主要的降解系统：1. 泛素蛋白酶体系统 (UPS) 和 2. 自噬。UPS 靶向短寿命蛋白，涉及泛素化和自噬，降解长寿命蛋白。
当反式构象中发生错误时，它可能表示组装因子或核糖体蛋白的结合失败或丢失。TRAMP 监视围绕着在破坏性前 rRNA 的 3'-端添加非结构化的寡腺苷酸尾部，来自多聚腺苷酸聚合酶活性。之后，这种标记方法导致由 RNA 外切体执行的降解。添加这些多聚 A 尾部使人们能够区分正常运作的 RNA，然后在随后通过外切体活性进行刺激。据推测，缺陷 RNA 将经历多轮 TRAMP 介导的多聚腺苷酸化，然后被外切体消化以增强降解效果。在某些情况下，监视发生在一个被称为“无体”的专门核仁区域中，该区域包含大量的 TRAMP 和外切体成分。
迄今为止，已描述了五条 rRNA 降解途径。(i)核仁和核前 40S 和前 60S 核糖体单元被“TRAMP-外切体”途径积极监测。如果识别出错误折叠的前核糖体单元，TRAMP 将结合到该分子，然后在 3' 端对缺陷 rRNA 进行多聚腺苷酸化，这一步骤既刺激了外切体的募集，也刺激了外切体的降解。尚不清楚 TRAMP 如何检测到缺陷核糖体。多聚腺苷酸化发生在正常和隐性前 RNA 位点。RNA 聚合酶 I 活性的差异会激活隐性裂解位点。携带顺式突变的细胞质成熟亚基由 NRD 途径监测。(ii) 在 18S NRD 中，沿 mRNA 存在错误的小亚基由 Dom34 和 Hbs1 识别。这些错误通过未知活性（被认为类似于 mRNA NGD）进行核酸内切酶裂解。释放的产物被 Xrn1 和 RNA 外切体在辅助因子 Ski7 的帮助下消化。(iii) 在 25S NRD 中，缺陷的 60S 亚基通过 Rtt101-Mms1 介导的未知相关核糖体成分的泛素化被靶向蛋白酶体降解。在细胞饥饿条件下，过量的核糖体被翻转为核糖体自噬和 PMN。(iv) 核糖体自噬是一种巨自噬类型，涉及将胞质组分吞噬到液泡中。在液泡内，这些成分被回收利用。(v) 在 PMN 中，一种特定的微自噬类型，液泡掐断了一部分核膜。这创造了一个专门的细胞器，称为 NVJ，它成熟为一个囊泡。最后，成熟的囊泡被驻留的水解酶降解。
在正常细胞生长以及压力和疾病情况下，RNA 都会发生损伤。核苷酸碱基的化学修饰会因暴露于紫外线、氧化、氯化、硝化和烷基化而被引入 RNA 和 RNP 中。这些改变都可能成为启动核糖体降解途径的生理触发因素。阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病与 rRNA 序列因暴露于紫外线或氧化而受损相关。据推测，RNA 氧化参与了疾病进展，而 RNA 对氧化损伤的敏感性受多种因素影响，包括与蛋白质保护的结合程度。在暴露于高水平活性氧（包括暴露于过氧化氢和甲萘醌）以及时间性衰老和其他凋亡信号的酵母细胞中，成熟的 5.8S 和 25S rRNA 会大量片段化。用抗代谢物和化疗药物 5-氟尿嘧啶 (5-FU) 处理的酵母细胞会积累聚腺苷化的前 rRNA。这种积累在对药物高度敏感的胞外体突变体中会加剧。这表明含有 5-FU 的 RNA 的降解是通过核仁监控实现的。细胞核仁功能障碍与癌症相关。各种核仁压力，如药物介导的 rRNA 合成干扰、前 rRNA 加工或核糖体合成因子功能抑制，会导致核仁破坏。最终，细胞周期会发生缺陷。关于这种现象的一个有趣的观察结果是，在感染了蜂群崩溃综合征 (CCD) 的西方蜜蜂的肠道中，聚腺苷化的 rRNA 片段的丰度增加。昆虫肠道是环境干扰的主要场所，从外部吸收所有农药。CCD 与已知劫持细胞核糖体的类脊髓灰质炎病毒感染有关。这加上农药的使用可能会触发核糖体降解反应。
核糖体合成是细胞的主要活动，可以快速消耗能量，但调节很少。控制在合成、组装以及最终产品的监控方面发挥作用。核糖体合成已经进化为与复杂的营养感应机制完全整合。在存在缺陷的核糖体、受损的核糖体或大量的成熟核糖体时，它们会被快速降解和回收。许多监控途径存在，它们可以选择多余的或有缺陷的核糖体。这些途径甚至足够复杂，可以监控核糖体的大亚基和小亚基。最重要的概念是，我们了解所有这些途径如何在核糖体合成中相互连接。
Lafontaine Denis L.J. "核糖体的'垃圾桶'：真核生物如何降解其核糖体." <http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20097077>