我们都熟知转录组，却可能忽略了翻译调控(4)

PS：当然，这种丰度上的差异主要是因为细胞内核糖体复合物的数量要大大高于RNA聚合酶复合物（在大肠杆菌细胞中，核糖体的数量约为10,000~100,000个，而RNA聚合酶复合物的数量约为1,000~10,000）。因此，在单个RNA转录组和单个蛋白分子翻译速率相似的情况下，整个细胞水平的转录和翻译速率则有巨大差异。 [原文来自：www.11jj.com]

图4 蛋白无论从半衰期、合成速率和分子数上与mRNA都存在数量级的差异。（SchwanhausserB, Busse D, Li N, et al. Nature, 2011, 473(7347): 337-342）

从这里我们可以看出，从mRNA到蛋白的翻译过程，还有大量变数。mRNA低丰度的基因，完全可以通过疯狂翻译产生大量蛋白分子，实现咸鱼翻身。mRNA高丰度的基因，如果在翻译阶段被踩一脚刹车，那么在蛋白阶段也可能跌入低谷。这就是翻译调控，可以在不改变转录丰度的前提下，快速应答从而改变蛋白的丰度。

在1个mRNA分子内部，翻译也不是匀速的

正如上文提到的，翻译有3个关键步骤，包括：翻译起始，翻译延伸和翻译终止。那么，如果一个mRNA一旦核糖体结合，是不是就意味着大局已定，宣告一条肽段即将合成了呢？No，依然有变数。

有实验推算，小鼠细胞中单个核糖体翻译蛋白的速率大概是6个氨基酸/秒（Cell147, 789–802, November 11, 2011），但这种速度并非是匀速的。在现实的公路中，车流顺畅的时候，公路上车流速度快但公路上反而显得车少。如果道路施工而导致拥堵，车流速度降低了而路上显得堵满了汽车。

在翻译过程中，我们也可以看到类似的现象。我们可以把mRNA看成公路，核糖体看成在mRNA这条“公路”上行驶的汽车。一般而言，在一个mRNA转录本内部，在翻译速度较快的密码子位置，核糖体快速扫过而较少停留，所以核糖体足迹较少（即ribo-seq信号弱）。

相反，出现核糖体翻译速率降低甚至暂停的区域，则核糖体足迹反而增多（ribo-seq信号强）。以下图小鼠基因Xbp1为例，核糖体在该基因上足迹明显呈波动变化。尤其在第256个氨基酸（天冬氨酸，Asn）的位置，出现了翻译暂停，所以核糖体足迹的信号骤然提高。