微RNA

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甘藍pre-microRNA中的莖環(stem-loop)二級結構

微RNAmicroRNAsmiRNA,又譯小分子RNA)是真核生物中廣泛存在的一種長約21到23個核苷酸RNA分子,可調節其他基因表达。miRNA來自一些從DNA轉錄而來,但無法進一步轉譯蛋白質的RNA(屬於非編碼RNA)。miRNA通過與目標信使核糖核酸(mRNA)结合,進而抑制转录後的基因表达, 在调控基因表达、细胞周期、生物体发育时序等方面起重要作用。在动物中,一个微RNA通常可以调控数十个基因.

這些RNA是從初級轉錄本(primary transcript),也就是pri-miRNA,轉變成為稱為pre-miRNA的莖環結構,最後成為具有功能的miRNA。

1989年,Victor发现线虫 ( C. elegans) 中有个基因 lin-4 抑制另一个基因 lin-14. 他们认为 lin-4 应该也表达一种调控蛋白质,因为基因转录成RNA并翻译成蛋白质是当时认为的公理。1993年,Victor的学生 Rosalind Lee 和 Phonda Feinbaum 克隆出了 lin-4,却发现这个基因非常小,而且这个基因的产物不是蛋白质,而是一个长度只有22个核苷酸的RNA。它是由单链的RNA分子产生,这个分子的一端折回来形成不完全的互补配对,称"发卡结构".

pri-miRNA长度大约为300~1000个碱基,pri-miRNA经过一次加工后,成为pre-miRNA即microRNA前体,长度大约为70~90个碱基;pre-miRNA再经过Dicer酶酶切后,成为长约20~24nt的成熟miRNA。实际研究中,pre-miRNA应用最早,也最广泛。近年研究发现microRNA的双臂对成熟miRNA的形成有着十分重要的作用。

与小分子siRNAs相比,miRNA在分子特性等方面是相似的,但也存在不少的差异。siRNA是双链RNA,3‘端有2个非配对碱基,通常为UU; miRNA是单链RNA。 siRNAs是由dsRNA在Dicer酶切割下产生,而成熟miRNAs的产生要复杂一些,首先pri-miRNA在核内由一种称为Drosha酶处理后成为大约70nt的带有茎环结构的Precursor miRNAs (pre-miRNAs), 这些pre-miRNAs再在Exportin-5帮助下转运到细胞核外之后再由胞质Dicer酶进行处理,酶切后成为成熟的miRNAs。

生命的一些重要活动如幼虫的生长发育、细胞的发生和分化、神经系统的分化等都被一些非编码蛋白的小RNA的调控, 而除miRNA、siRNA以外的小RNA我们目前知之甚少。

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