一般來說，一個具有功能的基因包括基因的啟動子區域、編碼區和轉錄終止區。不同類型的生物，其基因的結構有所差別。原核生物的基因組成包括啟動子區域、基因編碼區域、SD序列區和轉錄區、翻譯終止區。其中SD序列與原核生物基因的翻譯有關，基因編碼區沒有內含子。真核生物的基因包括啟動子區域、基因編碼區域、翻譯終止區，其中基因編碼區包括內含子和外顯子，蛋白質的序列由外顯子的序列決定。翻譯終止區是翻譯終止的區域。
基本介紹
- 中文名：翻譯終止區
- 外文名：End of translation
- 作用：終止翻譯過程
- 本質：基因
- 基因組成：啟動子區域、編碼區和轉錄終止區
- 存在生物：原核和真核生物
蛋白質形成過程中的翻譯終止,翻譯終止效率,基因工程中目的基因的定義與結構,
蛋白質形成過程中的翻譯終止
當核糖體通過移位讀到終止密碼子時，蛋白質合成進入終止階段，由釋放因子協助終止翻譯。
(一)終止過程
當核糖體沿著mRNA分子移動到A位出現終止密碼子時，沒有相應的氨醯tRNA與之對應，一種釋放因子(Release Factor，RF)與終止密碼子及核糖體A位結合，另一種釋放因子隨之結合，改變肽醯轉移酶的特異性，催化P位肽醯tRNA水解，從而使肽鏈從核糖體上釋放，如圖1所示。接下來，釋放因子促使脫醯tRNA脫離核糖體。核糖體解離成亞基並脫離mRNA。
圖1
圖1(二)釋放因子
大腸桿菌有3種釋放因子(RF)：RF1、RF2和RF3。RF1識別終止密碼子UAA和UAG。RF2識別終止密碼子UAA和UGA，RF3不識別終止密碼子，但具有核糖體依賴性GTP酶活性，與GTP結合後可以協助RFI或RF2使翻譯終止。
(三)多核糖體循環
當原核生物及真核生物合成蛋白質時，許多核糖體會同時結合在一個mRNA分子上，形成多核糖體結構，進行翻譯；此外，核糖體在一輪翻譯完成後可以回到mRNA的5’端，重新裝配，開始新一輪翻譯合成，形成循環。多核糖體循環大大地提高了翻譯的效率，如圖2所示。
圖2翻譯終止效率
蛋白表達水平受許多不同因素和過程影響，蛋白穩定性、mRNA穩定性和翻譯效率在蛋白生產和積累中起主要作用。翻譯過程分為起始、延伸和終止3個期，對於翻譯的起始，原核mRNA需要5'端非翻譯前導序列中一段叫Shine—Dalgarno序列的特異核糖體結合序列，在真核細胞中，有效的起始依賴於圍繞在起始密碼子ATG上下游的一段叫Kozak序列的前導序列。密碼子的利用或偏愛對延伸有深刻的影響，如果mRNA有很多成簇的稀有密碼子，這可能對核糖體的運動速度造成負面影響，大大降低了蛋白表達水平。翻譯終止是蛋白生產必需的一步，但其對蛋白表達水平的影響還沒有完全研究清楚，最近的科學研究表明終止對蛋白表達水平有很大的影響，更有效的翻譯終止導致更好的蛋白表達。
絕大多數生物都有偏愛的圍繞終止密碼子的序列框架。酵母和哺乳動物偏愛的終止密碼子分別是uAA和UGA，單子葉植物最常利用UGA，而昆蟲和大腸桿菌傾向於用UAA。翻譯終止效率可能受緊接著終止密碼子的下游鹼基和緊靠終止密碼子的上游序列影響，在酵母中通過改變圍繞終止密碼子的局部序列框架，翻譯終止效率可能被減低幾百倍。對於UGA和UAA，緊接著終止密碼子的下游鹼基對有效終止的影響力大小次序為G>U，A>C；對於UAG是U、A>C>G。
對於大腸桿菌，翻譯終止效率可因終止密碼子及臨近的下游鹼基的不同而顯著不同，從80%(UAAU)到7%(UGAC)。對於UAAN和UAGN系列，終止密碼子下游鹼基對翻譯的有效終止的影響力大小次序為U>G>A、C。UAG極少被大腸桿菌利用，相比UAAN和UGAN，UAG表現了有效的終止，但其後的鹼基對有效終止的影響力為G>U，A>C。對於哺乳動物，偏愛的終止密碼子為UGA，其後的鹼基可以對體內翻譯終止有8倍的影響(A、G>>C、U)。對於UAAN系列，體內終止效率可以有70倍的差別，UGAN系列為8倍。如果終止密碼子附近序列沒有最佳化，可能發生明顯增加的翻譯通讀，因此減少了蛋白表達。
總的來說，翻譯起始框架、翻譯終止序列框架和密碼子利用應該仔細選擇，以利於蛋白的最高水平表達。翻譯終止序列框架能幾倍地改變蛋白表達水平。
基因工程中目的基因的定義與結構
基因工程主要是通過人工的方法，分離、改造、擴增並表達生物的特定基因，以獲得有價值的基因產物。目的基因的分離是基因工程操作的第一步。
通常把插入到載體內的非自身的DNA片段稱為“外源基因”(foreign gene)。目的基因(objective gene)，又叫靶基因(target gene)，是指根據基因工程的目的而設計所需要的某些DNA分子的片段，它含有一種或幾種遺傳信息的全套密碼(code)。
食品原料種類繁多，DNA分子結構複雜，每個DNA分子所包含的基因也很多，要從數以萬計的核苷酸序列中挑選出非常小的令人感興趣的目的基因，是基因工程中的難題。
一般來說，一個具有功能的基因包括基因的啟動子區域、編碼區和轉錄終止區。不同類型的生物，其基因的結構有所差別。原核生物的基因組成包括啟動子區域、基因編碼區域、SD序列區和轉錄區、翻譯終止區。其中SD序列與原核生物基因的翻譯有關，基因編碼區沒有內含子。真核生物的基因包括啟動子區域、基因編碼區域、翻譯終止區，其中基因編碼區包括內含子和外顯子，蛋白質的序列由外顯子的序列決定。因此，在基因工程具體操作過程中，要針對具體來源的基因結構進行分析，進行有針對性的實驗。另外，在食品基因工程中，主要是對基因的編碼區域進行分離、重組和表達，因此本書所提及的目的基因主要是指基因的編碼區域。
