原核生物と真核生物のmRNA構造を介した翻訳の調節

翻訳開始のメカニズムは原核生物と真核生物で異なり、それに応じて制御に使用される戦略も異なります。原核生物における翻訳は通常、開始部位へのアクセスをブロックすることによって制御されます。これは、塩基対構造（mRNA自体内、またはmRNAと低分子トランス作用RNAの間）またはmRNA結合タンパク質を介して達成されます。各メカニズムの典型的な例について説明します。 mRNA のポリシストロン性構造は、原核生物における翻訳制御の重要な側面ですが、ポリシストロン性 mRNA は真核生物では使用できません (通常は生成されません)。真核生物の mRNA の 4 つの構造要素は、翻訳の調節に重要です。(i) m7G キャップ。 (ii) AUG 開始コドンに隣接する配列。 (iii) mRNA の 5' 末端に対する AUG コドンの位置。 (iv) mRNA リーダー配列内の二次構造。スキャン モデルは、これらの影響を理解するためのフレームワークを提供します。このスキャン機構は、mRNA の 5' 末端近くの小さなオープン リーディング フレームがどのように翻訳を下方制御するのかも説明します。この制約は、mRNA の構造を変更することによって無効になる場合があり、場合によっては臨床結果を伴います。例を説明します。教科書に紛れ込んだ翻訳規制に関する誤った考え方を指摘し、修正します。

The mechanism of initiation of translation differs between prokaryotes and eukaryotes, and the strategies used for regulation differ accordingly. Translation in prokaryotes is usually regulated by blocking access to the initiation site. This is accomplished via base-paired structures (within the mRNA itself, or between the mRNA and a small trans-acting RNA) or via mRNA-binding proteins. Classic examples of each mechanism are described. The polycistronic structure of mRNAs is an important aspect of translational control in prokaryotes, but polycistronic mRNAs are not usable (and usually not produced) in eukaryotes. Four structural elements in eukaryotic mRNAs are important for regulating translation: (i) the m7G cap; (ii) sequences flanking the AUG start codon; (iii) the position of the AUG codon relative to the 5' end of the mRNA; and (iv) secondary structure within the mRNA leader sequence. The scanning model provides a framework for understanding these effects. The scanning mechanism also explains how small open reading frames near the 5' end of the mRNA can down-regulate translation. This constraint is sometimes abrogated by changing the structure of the mRNA, sometimes with clinical consequences. Examples are described. Some mistaken ideas about regulation of translation that have found their way into textbooks are pointed out and corrected.