JoVE Core
Molecular Biology
Chapter 11: Additional Roles of RNA
11.5:
リーキースキャン
ほとんどの真核生物の翻訳プロセスでは、小さな40SリボソームサブユニットがmRNAを5’末端からスキャンし、最初の開始AUGコドンに遭遇するまでスキャンします。その後、大きな60Sリボソームサブユニットが小さなサブユニットに結合してタンパク質合成を開始します。翻訳開始の位置は、mRNA上に複数の翻訳開始部位が存在する可能性があるため、開始コドン近くのヌクレオチドによって大きく決定される。Marilyn Kozakは、配列RCCAUGG(Rはアデニンまたはグアニンのいずれかを表す)が翻訳開始の最適な認識配列であることを発見した。-3位のプリン体と+4位のグアニンは、動物や植物種全体で高度に保存されており、タンパク質合成の開始を調節しています。最初の開始コドンが-3位にプリン体を持たず、+4位にグアニンがない場合、このシーケンスは弱い文脈にあります。例えば、ピーナッツ塊ウイルスには、p23とp39の2つのタンパク質をコードするRNAが含まれています。最初の開始コドンはp23合成用で、弱い認識配列CUUAUGUを持っています。リボソームの約30%は、最初の開始コドンをスキップし、代わりに下流の開始コドンで翻訳を開始し、2番目のタンパク質であるp39を生成します。この別の部位での翻訳の開始はリーキースキャンとして知られており、哺乳動物、植物、ウイルスのmRNAで観察されています。
転写産物内の他の要素から開始コドンまでの距離も、リーキースキャンを引き起こす可能性があります。最初の開始コドンが転写産物の5’末端から12ヌクレオチド未満の場合、最初のAUGはスキップできます。これは、インフルエンザウイルスBのセグメント6に見られるように、2つのAUG開始コドンが間隔が狭い場合にも発生する可能性があり、2つの開始コドンはわずか4ヌクレオチドで分離されています。
リーキースキャンにより、生物は、2つの開始コドンが同じ読み取りフレーム内にある場合に、タンパク質の異なるアイソフォームを産生することができます。哺乳類由来のグルココルチコイド受容体遺伝子は、このタイプのリーキースキャンの好例であり、タンパク質の2つの異なるアイソフォーム(大きい方の94 kDa GR1と小さい方の91 kDa GR2)が生成されます。GR2はサイズが小さいにもかかわらず、遺伝子導入においてGR1よりも2倍効率的です。一方、最初の開始コドンと下流の開始コドンの読み取りフレームが異なると、まったく異なるタンパク質が産生される可能性があります。例えば、インフルエンザA型ウイルスのセグメント2mRNAは、2つの異なるタンパク質をコードすることができる。最初のタンパク質は、ウイルスの複製に必要なウイルスポリメラーゼのコア成分です。2番目のタンパク質はアポトーシスを促進し、ウイルスの複製には必須ではありません。
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