小RNA的研究進(jìn)展

1、小RNA的研究進(jìn)展摘要概述了小rna的發(fā)現(xiàn)過(guò)程,介紹了小rna的特征、功能、作用機(jī)制,并對(duì)其研究進(jìn)展展望,以期為小rna的研究提供參考。關(guān)鍵詞小rna;發(fā)現(xiàn);特征;功能;作用機(jī)制abstratthedisveryfsallrnaasexpunded,theharateristis,funtinandehanisfatinereintrdued,andtheprspetftheresearhasadefrthesallrnastudy.keyrdssallrna小rna是一類(lèi)新發(fā)現(xiàn)的長(zhǎng)度為2125個(gè)核苷酸的小分子rna,它普遍存在于多細(xì)胞生物中,占整個(gè)基因組基因總數(shù)的2%左右。小rna是最為重要

2、的調(diào)控rna分子,它可直接調(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(lèi)型。根據(jù)小rna的生長(zhǎng)、構(gòu)造和功能大約可分為3類(lèi):小干預(yù)rna(sallinterferingrna,sirna)、微rna(irrnas,irnas)和其他小rna。小rna在生物進(jìn)化過(guò)程中高度保守,并已被證實(shí)參與和調(diào)控包括時(shí)序發(fā)育、細(xì)胞凋亡、神經(jīng)元發(fā)育、激素分泌等在內(nèi)的多種生理過(guò)程1。小rna自1998年被發(fā)現(xiàn)以來(lái),至今已有飛速的開(kāi)展,目前在種類(lèi)、特征、分子機(jī)制等方面的研究都有了打破性的進(jìn)展,研究前景非常廣闊。1小rna的發(fā)現(xiàn)1998年,生物學(xué)家發(fā)現(xiàn),在果蠅和其他真核生物中導(dǎo)入外源雙鏈rna分子,可

3、以使內(nèi)源基因相應(yīng)序列基因的rna降解,從而引發(fā)同源基因轉(zhuǎn)錄后基因沉默,這種基因表達(dá)的抑制作用稱(chēng)為rna干擾。小干預(yù)rna在rna干擾途徑的中間產(chǎn)生,最終可導(dǎo)致靶rna降解產(chǎn)生rna干擾作用2。irnas是sirna(sallinterferingrna)之后發(fā)現(xiàn)的一種調(diào)節(jié)rna穩(wěn)定的rna。多數(shù)微rna具有高度保守性、時(shí)序性和組織特異性。線蟲(chóng)的lin-43和let-74是最早被發(fā)現(xiàn)的微rna,它們參與調(diào)控線蟲(chóng)的發(fā)育時(shí)序,后來(lái)將類(lèi)似的rna統(tǒng)稱(chēng)為微rna。微rna具有重要的調(diào)控功能,與生物體的階段性發(fā)育親密相關(guān)。隨著研究的深化,已發(fā)現(xiàn)微rna在生命起源和早期進(jìn)化、基因復(fù)雜性、疾病機(jī)理等方面的研究

4、中具有更為深遠(yuǎn)的意義。近年來(lái),德國(guó)、英國(guó)、美國(guó)3個(gè)實(shí)驗(yàn)室5-7利用生物信息學(xué)、dna文庫(kù)及分子克隆技術(shù),在不同生物體細(xì)胞中克隆到包括lin-4和let-7在內(nèi)的約150個(gè)2125個(gè)核苷酸的非編碼小分子rna。這些rna具有極強(qiáng)的調(diào)控作用,與生物體的階段性發(fā)育親密相關(guān),并意識(shí)到這是一個(gè)極為廣闊的小分子rna世界。2小rna的特征截至目前,人們認(rèn)為小rna具有以下幾個(gè)特點(diǎn):一是小rna是長(zhǎng)2125個(gè)核苷酸的單鏈,非編碼蛋白的短序列rna,本身不具有開(kāi)放閱讀框及蛋白質(zhì)編碼基因的特點(diǎn),而是由獨(dú)立的轉(zhuǎn)錄單位表達(dá)成熟的小rna,有5磷酸和3羥基。二是具有高度的保守性。小rna在進(jìn)化過(guò)程中保持著“慎重的態(tài)度

5、。一些小rna的基因在進(jìn)化中呈保守的趨勢(shì),在不同生物間行使同一功能,這些基因稱(chēng)為直向同源基因。三是在不同組織、不同發(fā)育階段中,小rna的程度有顯著差異,一些小rna呈時(shí)間發(fā)育特異性。四是小rna絕大多數(shù)位于基因序列的外圍,還有一些是成簇的,且簇生排列的基因往往協(xié)同表達(dá)。五是成熟的小rna由dier酶從折疊的發(fā)夾狀前體約60個(gè)核苷酸的一條臂上切割得來(lái)。3小rna的功能小rna有組織特異性,可能在調(diào)控基因表達(dá)及個(gè)體發(fā)育中起著重要作用,動(dòng)物基因組中小rna的豐富性和表達(dá)形式的多樣性,說(shuō)明它們廣泛參與基因表達(dá)調(diào)控8,還可能以多種調(diào)節(jié)途徑發(fā)揮作用9。小rna序列、構(gòu)造、豐度和表達(dá)方式的多樣性使其可能作為

6、蛋白質(zhì)編碼rna的調(diào)節(jié)子,對(duì)基因表達(dá)、細(xì)胞周期調(diào)控及至個(gè)體發(fā)育產(chǎn)生重要影響。生物個(gè)體中的一群小rna,可通過(guò)自身的rna干擾機(jī)制在生命過(guò)程的各個(gè)階段關(guān)閉或調(diào)控基因表達(dá)程度,從而控制細(xì)胞的多種生命活動(dòng),尤其在發(fā)育過(guò)程中。4小rna的作用機(jī)制小rna能通過(guò)ris以2種后轉(zhuǎn)錄的機(jī)制之一來(lái)調(diào)節(jié)基因表達(dá)。當(dāng)irna進(jìn)入到細(xì)胞質(zhì)中的ris復(fù)合物,假如成熟的irna識(shí)別并與目的rna序列高度互補(bǔ)配對(duì),那么irna能使rna在互補(bǔ)區(qū)特異斷裂,并且斷裂位點(diǎn)與小干預(yù)rna的一樣,即在與irna第10、第11個(gè)殘基配對(duì)的rna的核苷酸處;假如irna與目的rna的配對(duì)不是很準(zhǔn)確,那么irna將抑制其翻譯過(guò)程從而調(diào)控

7、目的基因的表達(dá)。在rna斷裂之后irna還保持完好,并且能繼續(xù)識(shí)別和降解其他的rna。近幾年人們對(duì)irna的形成和作用機(jī)制已經(jīng)根本研究清楚,只是一些細(xì)節(jié)有待研究。5研究展望盡管小分子rna的研究飛速開(kāi)展,但在基因調(diào)控的機(jī)制研究和在功能基因組學(xué)應(yīng)用方面還存在許多問(wèn)題,如ris的組成、ris和dier自身的調(diào)控等,小分子rna與轉(zhuǎn)錄因子的關(guān)系,小分子rna對(duì)發(fā)育的調(diào)控機(jī)制等。隨著這些問(wèn)題的解決,對(duì)功能基因組學(xué)的研究將更加快速和深化。6參考文獻(xiàn)1berezikve,guryevv,vandebeltj,etal.phylgenetisha-dingandputatinalidentifiatinfh

8、uanirrnagenesj.ell,2022,120(1):21-24.2liqardi,eiq,patersnb,etal.rnaiasranddegra-dativeprsirnapriersnvertrnaintdsrnathataredegradedtgeneratenesirnasj.ell,2001,107(3):297-300.3leer,feinbaurl,abrsv.the.elegansheterhrnigenelin-4j.ell,1993,75(5):843-854.4reinhartbj,slakfj,bassn,etal.the21-nuletidelet-7rn

9、aregulatesdevelpentaltiinginaenhabditiselegansj.nature,2000,403(6772):901-906.5lags-quintana,rauhutr,lendekel,etal.identifi-atinfnvelgenesdingfrsallexpressedrnasj.siene,2001,294(5543):853-858.6laun,lilp,einsteineg,etal.anabundantlassftinyrnasithprbableregulatryrlesinaenrhabditiselegansj.siene,2001,294(5543):858-862.7leer,abrv.anextensivelassfsallrnasinaenr-habditiselegansj.siene,2001,294(5543):862-864.8abrsv.irrnas:tinyregulatrsith