microRNA与医学科研

发布时间:2014-04-22 00:00     文章来源:     作者:


microRNA与医学科研



microRNA定义:



MicroRNA(miRNA)是一类内生的、长度约20-24个核苷酸的小RNA,其在细胞内具有多种重要的调节作用。一个miRNA可以调控多个基因的表达,几个miRNAs的组合也可以用来精细调控某个基因的表达,从而构成体内复杂的miRNA调控网络。



miRNA的发现:



 1993年,Lee等人发现在线虫体内存在一种RNA(lin-4),是一种不编码蛋白但可以生成一对小的RNA转录本,每一个转录本能在翻译水平通过抑制一种核蛋白lin-14的表达而调节了线虫的幼虫发育进程。这种具有转录后调节功能的小分子RNA就是miRNA。



miRNA的生物合成:



miRNA途径开始于一个miRNA基因的pri-miRNA(Primary miRNA)转录本;这个70-100nt的发卡RNAs(pri-miRNA)在核内被核糖核酸酶Drosha加工处理而最终成为pre-miRNA(Precursor miRNA);之后pre-miRNA被核输出蛋白exportin 5转运入胞质,接着被第二个核糖核酸酶Dicer消化为21-25nt的miRNA;这个阶段的miRNA可以结合RISC(RNA-Induced Silencing Complex)并与靶标mRNA互补并列;miRNA和靶序列的互补程度决定了靶基因mRNA要不在翻译水平被部分抑制,要不完全断裂。植物体中,断裂似乎是主要的工作方式,而哺乳动物中则以翻译水平的抑制为主要方式。 



miRNA



miRNA特征:



miRNA前体具有发夹或折叠的二级结构;miRNA与靶基因具有互补性;miRNA5’端和靶基因的结合能力强于3’端;miRNA在物种间具有高度的保守性、时序性和组织特异性;大多数miRNA基因以基因簇形式存在于基因组中。



miRNA作用方式:



之前的研究发现,miRNA可以通过互补配对结合到基因的mRNA的3’UTR,从而抑制该基因翻译。近年来的研究发现,miRNA也可以通过靶向mRNA的5’UTR和CDS区来调节靶基因的表达。植物中miRNA与靶基因几乎以完全互补配对的方式结合,动物中的miRNA和靶mRNA并不完全互补,但是靶点至少有7个碱基与miRNA 5′端互补,才能调控其靶基因。当两者完全互补时,可以导致靶mRNA降解。而当不完全互补时,miRNA则主要通过与靶mRNA的3′UTR结合,阻遏转录后翻译。



miRNAs的功能:



miRNAs参与生命过程中一系列的重要进程,包括早期发育,细胞增殖,细胞凋亡,细胞死亡,脂肪代谢和细胞分化等。最近的研究发现,miRNA在肿瘤、心血管疾病、糖尿病、阿尔茨海默病、帕金森病和艾滋病等多种疾病中都起着重要作用。




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