新發(fā)現(xiàn)的微RNA世界課件

microRNA簡(jiǎn)介2004-10-22新發(fā)現(xiàn)的微RNA世界前言近些年來(lái)，人類發(fā)現(xiàn)了許多不同種類的RNA分子，其中最為重要的是小RNA分子的發(fā)現(xiàn)。有些小RNA分子能直接調(diào)控某些基因的開(kāi)關(guān)從而控制細(xì)胞的生長(zhǎng)發(fā)育并決定細(xì)胞分化的組織類型

小RNA分子本身又包含了若干類RNA，根據(jù)小

RNA的生成、結(jié)構(gòu)和功能大約可分為以下三類：

amiRNA（microRNA)bsiRNA(shortinterferingRNA)c其他小RNAWhataremicroRNAs？（1）miRNA是廣泛存在于真核生物中的一組短小的、不編碼蛋白質(zhì)的RNA家族，它們是由19-25個(gè)核苷酸組成的單鏈RNA（3‘端可有1~2個(gè)堿基長(zhǎng)度的變化）；miRNA的表達(dá)具有組織特異性和階段特異性。即：在不同組織中表達(dá)有不同類型的miRNA,在生物發(fā)育的不同階段里有不同的miRNA表達(dá)；WhataremicroRNAs？（2）miRNA具有高度保守性，即各種miRNA都能在其他種系中找到同源體；miRNA獨(dú)有的特征：其5＇端第一個(gè)堿基對(duì)U有強(qiáng)烈的傾向性，而對(duì)G卻有抗性，但第二到第四個(gè)堿基缺乏U，一般來(lái)講，除第四個(gè)堿基外，其他位置堿基通常都缺乏CmiRNA執(zhí)行一定的生物學(xué)功能：

對(duì)與其互補(bǔ)的mRNA表達(dá)水平具有調(diào)節(jié)作用；一些偏大的miRNA可能參與了基因組的重組裝（27nt）；miRNA的成熟據(jù)體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)研究表明miRNA的生成至少需要兩個(gè)步驟： 1）由長(zhǎng)的內(nèi)源性轉(zhuǎn)錄本（pri-miRNA)生成70nt左右的miRNA前體（pre-miRNA)，該過(guò)程發(fā)生在細(xì)胞核;2)將pre-miRNA加工為成熟miRNA，該過(guò)程發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)中。miRNA與靶mRNA的作用模式：1）二者不完全互補(bǔ)，即二者不完全時(shí)配對(duì)結(jié)合時(shí)，主要影響翻譯過(guò)程而對(duì)mRNA的穩(wěn)定性無(wú)任何影響。如線蟲(chóng)的lin-42）二者完全互補(bǔ)，即二者完全配對(duì)結(jié)合后，類似siRNA與靶mRNA的結(jié)合，特異性的切割mRNA。如miR39/miR1713）上述兩種模式均具備。當(dāng)其與靶mRNA完全互補(bǔ)配對(duì)時(shí)，直接靶向切割mRNA，而不完全互補(bǔ)配對(duì)時(shí)起調(diào)節(jié)基因翻譯的作用。如let-7果蠅/線蟲(chóng)miRNA與siRNA的作用機(jī)制：miRNA與siRNA的區(qū)別：miRNA產(chǎn)生：細(xì)胞內(nèi)RNA的固有組分之一（正常）來(lái)源：內(nèi)源轉(zhuǎn)錄本直接來(lái)源：發(fā)夾狀pre-miRNA結(jié)構(gòu)：?jiǎn)捂溁パa(bǔ)性：不完全互補(bǔ)，存在錯(cuò)配現(xiàn)象對(duì)靶RNA特異性：相對(duì)較低，一個(gè)突變不影響miRNA的的效應(yīng)途徑：miRNA途徑對(duì)RNA的影響：在RNA代謝的各個(gè)層面進(jìn)行調(diào)控功能：調(diào)節(jié)內(nèi)源基因的表達(dá)在蛋白質(zhì)合成水平發(fā)揮作用，與mRNA的穩(wěn)定性無(wú)關(guān)

siRNARNAi的活性形式，病毒感染和人工插入dsRNA之后誘導(dǎo)而產(chǎn)生（異常）

轉(zhuǎn)基因或病毒ＲＮＡ（外源）長(zhǎng)dsRNA雙鏈，3‘端有2個(gè)非配對(duì)堿基，通常為UU完全互補(bǔ)較高，一個(gè)突變即引起RNAi沉默效應(yīng)的改變

RNAi途徑降解靶mRNA抑制轉(zhuǎn)座子活性和病毒感染在轉(zhuǎn)錄后水平發(fā)揮作用，影響mRNA的穩(wěn)定性

miRNA與siRNA的聯(lián)系：均為Dicer的產(chǎn)物：長(zhǎng)度均為22nt左右5＇端是磷酸基3＇端是羥基均需Argonaute家族蛋白的存在同為RISC的組分二者進(jìn)化關(guān)系上可能的兩種推論：siRNA是miRNA的補(bǔ)充miRNA在進(jìn)化過(guò)程中替代了siRNA沉默機(jī)制有重疊展望：如果miRNA基因正如所發(fā)現(xiàn)的miRNA一樣多，那么它很可能在生命活動(dòng)中具有十分廣泛的調(diào)節(jié)功能，對(duì)基因表達(dá)、生長(zhǎng)發(fā)育和行為等都具有十分深遠(yuǎn)和復(fù)雜的效應(yīng)。當(dāng)前我們所面臨的挑戰(zhàn)是：這些miRNA到底具有何種功能？它們是如何識(shí)別潛在的靶mRNA的？這些miRNA間相互調(diào)節(jié)作用的結(jié)果是什么？尋找miRNA的方法：

A分子生物學(xué)的方法B分子信息學(xué)的方法： 應(yīng)用計(jì)算機(jī)的方法如MirScan來(lái)尋找miRNA分子已經(jīng)在線蟲(chóng)及脊椎動(dòng)物體內(nèi)取得了巨大的成功。2004年6月，吳政道在前述的計(jì)算機(jī)方法的基礎(chǔ)上提出一種可以進(jìn)行高通量篩選miRNA靶位點(diǎn)的方法分子信息學(xué)篩選miRNA的原理：該方法的出發(fā)點(diǎn)為前體的發(fā)夾狀結(jié)構(gòu)及miRNA在物種間的保守性。miRNA基因可能定位于編碼蛋白基因的內(nèi)含子區(qū)域（有意義鏈或反意義鏈）及遠(yuǎn)離任何已知基因的基因間區(qū)域。

一些時(shí)候，幾個(gè)發(fā)夾狀結(jié)構(gòu)以多順?lè)醋拥男问絽布谝黄?

UweOhler,ChrisBurge等人給出了一些可以提高尋找miRNA基因的準(zhǔn)確性的一些附加條件：1）上游和下游保守序列的數(shù)量；2）候選發(fā)夾狀結(jié)構(gòu)的上游高度保守的模序的存在。尋找miRNA作用的靶mRNA的方法：A分子信息學(xué)的手段：

MIT的BartelandChrisBurge報(bào)道了一種可以用來(lái)探測(cè)m