11.5: 泄漏扫描

在大多数真核生物翻译过程中，小的 40S 核糖体亚基从其 5′ 末端扫描 mRNA，直到遇到第一个起始 AUG 密码子。然后，大的 60S 核糖体亚基与较小的核糖体亚基结合以启动蛋白质合成。翻译起始的位置在很大程度上取决于起始密码子附近的核苷酸，因为 mRNA 上可能存在多个翻译起始位点。Marilyn Kozak 发现序列 RCCAUGG（其中 R 代表腺嘌呤或鸟嘌呤）是翻译起始的最佳识别序列。-3 位的嘌呤和 +4 位的鸟嘌呤在整个动植物物种中高度保守，并调节蛋白质合成的启动。如果第一个起始密码子在 -3 位没有嘌呤，在 +4 位没有鸟嘌呤，那么这个序列处于弱上下文中。例如，花生团块病毒包含编码两种蛋白质 p23 和 p39 的 RNA。第一个起始密码子用于 p23 合成，具有弱识别序列 CUUAUGU。大约 30% 的核糖体会跳过第一个起始密码子，而是在下游起始密码子开始翻译，产生第二个蛋白质 p39。这种在替代位点开始翻译的现象称为泄漏扫描，已在哺乳动物、植物和病毒的 mRNA 中观察到。

起始密码子与转录本中其他元素的距离也会导致扫描泄漏。如果第一个起始密码子距离转录本的 5′ 端小于 12 个核苷酸，则可以跳过第一个 AUG。如果两个 AUG 起始密码子间隔很近，也会发生这种情况，如流感病毒 B 的第 6 段所示，其中两个起始密码子仅由 4 个核苷酸隔开。

当两个起始密码子位于同一阅读框内时，泄漏扫描使生物体能够产生不同的蛋白质亚型。来自哺乳动物的糖皮质激素受体基因是这种泄漏扫描的一个很好的例子，其中产生蛋白质的两种不同亚型——较大的 94 kDa GR1 和较小的 91 kDa GR2。尽管 GR2 的体积较小，但在基因反式激活方面的效率是 GR1 的两倍。另一方面，如果第一个和下游起始密码子具有不同的阅读框，则会导致产生完全不同的蛋白质。例如，甲型流感病毒的 2 段 mRNA 可以编码 2 种不同的蛋白质。第一种蛋白质是病毒聚合酶的核心成分，是病毒复制所必需的;第二种蛋白质促进细胞凋亡，对病毒复制不是必需的。