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植物信使RNA (mRNA)代謝和mRNA質(zhì)量監(jiān)控

2021-04-13 00:00:00
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所屬領(lǐng)域:
生物、醫(yī)藥及醫(yī)療機(jī)械
項(xiàng)目成果/簡介:

真核生物中,mRNA的降解對(duì)于mRNA的數(shù)量和質(zhì)量調(diào)控都發(fā)揮關(guān)鍵的作用。成熟的mRNA在細(xì)胞中作為模板指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成,而參與蛋白質(zhì)翻譯的mRNA的數(shù)量受到精確調(diào)控。這一過程不僅取決于基因的轉(zhuǎn)錄水平,也決定于mRNA的降解速率。mRNA 降解主要包括多聚腺苷酸尾(polyA tail)的去除,脫帽(decapping)和核酸酶(ribonuclease)的消化。新近的研究表明,植物細(xì)胞中mRNA也可以在蛋白翻譯進(jìn)行的同時(shí)被核酸酶消化,即mRNA逐步退出蛋白翻譯過程與其降解是偶聯(lián)的過程。為保證蛋白翻譯的準(zhǔn)確性,植物細(xì)胞主要通過依賴翻譯的mRNA質(zhì)量監(jiān)控機(jī)制進(jìn)行缺陷mRNA的分選及清除,從而實(shí)現(xiàn)mRNA質(zhì)量的調(diào)控。這些mRNA質(zhì)量監(jiān)控機(jī)制同時(shí)也可以作為一種基因表達(dá)調(diào)控方式精細(xì)調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育及環(huán)境適應(yīng)性。在有缺陷的mRNA不能被核酸酶及時(shí)清除時(shí),植物啟動(dòng)依賴小RNA的轉(zhuǎn)錄后基因沉默途徑(PTGS, posttranscriptional gene silencing)加以剪切使其喪失功能。轉(zhuǎn)錄后基因沉默作為一種防御手段清除過量產(chǎn)生的異常mRNA尤其是外源基因表達(dá)的mRNA,同時(shí)mRNA降解途徑確保轉(zhuǎn)錄后基因沉默極少作用于內(nèi)源編碼基因。該綜述對(duì)上述過程的分子機(jī)制及其在植物中的生物學(xué)功能進(jìn)行梳理論述,并展望植物領(lǐng)域關(guān)于mRNA動(dòng)態(tài)降解以及mRNA的數(shù)量和質(zhì)量監(jiān)控機(jī)制有待研究的問題。

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