当前课程知识点：分子生物学 > 第六章 翻译及翻译后修饰 > 6.6 mRNA在细胞内的非随机分布与翻译 > 6.6 mRNA在细胞内的非随机分布与翻译
近年来分子生物学发展的一个重要发现是
人类基因组中70%以上的DNA可以转录产生RNA
而只有3%左右的DNA能转录产生
具编码蛋白质能力的mRNA
这表明绝大多数转录产生的RNA分子
都属于非编码RNA（ncRNA）
由于这些非编码RNA不能翻译产生蛋白质
一度被认为是转录“噪音”
而对非编码RNA的研究
直到最近十几年才开始得到广泛重视
并迅速成为现代生命科学研究的最热门领域之一
这一章的最后一个问题
我们将学习mRNA在细胞内的非随机翻译与分布
以更全面地了解mRNA的命运
我们首先学习mRNA在细胞内的非随机翻译
mRNA的非随机翻译包括了
mRNA的从头翻译 部分翻译或者不翻译
mRNA从头翻译就是经典的翻译过程
这一章前面已做过介绍
那么什么是mRNA的部分翻译呢？
部分翻译是指RNA并没有把
作为模板的全部信息翻译成肽链
而只是翻译了一部分信息
在经典翻译过程中 核糖体结合到mRNA上
从而开始扫描直到遇到第一个
符合条件的起始密码子AUG
即开始启动翻译
如果翻译并不是起始于
第一个扫描遇到的起始密码子AUG
而是从中间某一个密码子启动翻译
这个密码子绝大多数时候是
典型的起始密码子AUG
也可以是其他60个密码子中的任意一个
这种非第一个AUG起始
或者非AUG起始的翻译情况
可以导致作为模板的mRNA
不能把全部信息翻译成多肽链
从而造成了部分翻译
这类翻译的起始可能是核糖体启动扫描后
在转录本中间位置进行翻译
也可能是核糖体直接结合到相应的起始位置来起始翻译
我们首先来看一下
非第一个起始密码子AUG的翻译起始
如果核糖体通过扫描第一个AUG起始翻译
就有可能启动位于5′非翻译区
5′UTR)区域的上游开放阅读框的翻译
上游开放阅读框以标准终止密码子起始和结束
由于uORF的存在
正常的ORF则无法起始翻译
因此 uORF的翻译可以调控下游主要蛋白的翻译
是调控蛋白翻译的一种方式
此外 核糖体可以直接结合到相应的起始位置起始翻译
这样的位点称为内部核糖体进入位点
一般真核mRNA的翻译需要5′帽子
介导mRNA与核糖体结合
但有的真核生物和病毒的基因5′端
具有一段较短的RNA序列（大约150~250碱基）
这类RNA序列能折叠产生二级结构
或者更为复杂的三级结构
介导核糖体与mRNA相结合
从而启动蛋白质翻译
这段非翻译mRNA被称为内部核糖体进入位点
为非AUG起始的翻译提供了可能
我们接下来学习mRNA的不翻译
人类基因组中存在着大量的非编码RNA（ncRNA）
这些ncRNA既包括一些保守的小RNA分子
包括tRNA snRNA miRNA等
还包括近些年来发现的承担着重要角色的
长链非编码RNA（lncRNA）
lncRNA是一类长度大于200 碱基
但是不能编码产生蛋白质的一类核酸分子
由于蛋白质翻译依赖于翻译机器核糖体
核糖体存在于细胞质
绝大多数非编码RNA不能够翻译产生蛋白质的
主要原因可能是因为无法被转运到细胞质
从而无法接触到翻译机器
这也说明大部分非编码RNA
在细胞核内实现其生物学功能
有的非编码RNA可以从细胞核进入细胞质
但是由于不具有完整的RNA 5′帽子结构
而不能与核糖体结合而启动翻译
也有的非编码RNA可以从细胞核进入细胞质
并能结合核糖体
但是由于某些未知的原因 仍然无法翻译
或者即使正确启动翻译过程
但是翻译产生的蛋白质不能稳定存在
被快速降解 导致无法检测到稳定的蛋白产物
由于真核细胞中转录和翻译没有耦联在一起
mRNA在细胞核内合成加工后
才被转运到细胞质中进行蛋白质翻译
所以 在真核mRNA的研究中
一个重要的问题是关于mRNA在细胞内的非随机分布
尚待解决的问题包括
如何确定特定mRNA的输出和亚细胞定位
有多少mRNA具有特定的亚细胞定位
这在不同细胞类型之间如何变化等等
果蝇早期胚胎发育研究
具体说明了mRNA亚细胞定位的重要性
其中 母源基因Bicoid mRNA在细胞内的分布
决定了果蝇胚胎前后轴的形成
高分辨荧光原位分析进一步显示
在未受精的卵细胞中
决定胚胎发育模式的各个 mRNA已经具有相应的亚细胞定位
在这每张照片中
蓝色荧光标记了不同的mRNA
红色荧光标记了细胞核
最后 小结一下本章内容
本章节我们一起学习了遗传密码 转运RNA结构与功能
核糖体结构与功能
蛋白质翻译过程以及蛋白翻译后修饰
mRNA的非随机翻译及分布
希望能对同学们的学习有所启发
下一章我们继续学习蛋白质的理化结构和性质
下节课再见
-1.1 a brief history of molecular biology
--分子生物学的历史
-2.1 生物大分子
-2.2 生物大分子复合物
-第二章单元测试
-3.1 核酸的结构
-3.2 核酸的理化性质
-3.3 染色体的结构
-3.4 基因，基因组及人类基因组的特点
-第三单元测试
-4.1 the discovery of genetic material
--4.1 遗传物质的发现the discovery of genetic material
-4.2 半保留复制的过程和特点
-4.3 几种特殊的复制形式
-4.4 随机复制对半保留复制的补充
-第四章单元测试
-5.1 转录的起始及RNA聚合酶
-5.2 启动子的特点及转录因子
-5.3 转录的延伸和终止
-5.4 转录后的加工
-第五章单元测试
-6.1 遗传密码子的破解和密码子的“简并性”
-6.2 tRNA的结构特点
-6.3 核糖体的结构特点
-6.4 蛋白质的翻译过程
-6.5 蛋白质的翻译后修饰
-6.6 mRNA在细胞内的非随机分布与翻译
-第六章单元测试
-7.1 氨基酸与蛋白质
-7.2 蛋白质的四级结构
--蛋白质的四级结构
-7.3 蛋白质的理化性质
--蛋白质的理化性质
-7.4 蛋白质的结构域，蛋白质家族及种系进化分析
-第七章单元测试
-8.1 操纵子模式及原核基因表达的调控
-8.2 真核基因表达转录和转录后水平的调控
-第八章单元测试
-9.1 突变概述
--9.1 突变概述
-9.2 突变的后果及修复
-9.3 人工突变，表型筛选及育种
--9.3 诱突育种
-第九章单元测试
-10.1 DNA指纹与个体识别
-10.2 基因编辑与伦理
-第十章单元测试
