在翻译调控中,上游开放阅读框(uORFs)对主开放阅读框(main ORF)的抑制效果有很大差异,尤其是重叠的uORFs(overlap uORFs)通常比非重叠的uORFs(non-overlap uORFs)对翻译的抑制效果更强。这些差异可以通过以下几个机制来解释:
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起始位点竞争:
- 当uORF与主ORF重叠时,翻译起始复合物在扫描mRNA时会优先识别并结合uORF的起始密码子。这意味着一旦翻译起始于uORF,主ORF的起始位点就会被“占用”或无法被识别,从而极大地减少主ORF的翻译机会(1)。
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翻译终止效应:
- 重叠的uORF会导致核糖体在uORF终止密码子处解离或停留,这种情况会阻碍核糖体的继续扫描和重新加载,进而抑制主ORF的翻译起始(2)。
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核糖体再启动效率低:
- 由于重叠的uORF与主ORF的起始位点接近或重叠,翻译终止后,核糖体难以在主ORF的起始位点重新启动。这是因为核糖体在翻译uORF后需要经历复杂的重新加载过程,且主ORF的起始位点可能会被翻译的uORF所屏蔽(2)。
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mRNA结构的改变:
- 重叠的uORF可以改变mRNA的二级结构,增加mRNA的局部稳定性,使得主ORF的翻译起始位点难以被核糖体识别和结合(1)。
综上所述,重叠的uORF通过多种机制显著抑制了主ORF的翻译,包括竞争起始位点、阻碍核糖体再启动以及改变mRNA结构等(1)。这些机制共同作用,使得重叠的uORF在翻译抑制方面比非重叠的uORF更为强效。
参考文献
- 2019_Impacts of uORF codon identity and position on translation regulation
- 2013_Gene Expression Regulation by Upstream Open Reading Frames and Human Disease