入门必看：miRNA的产生及特征与功能概要
原创 2017-02-21 梦熊 小张聊科研
microRNAs是一类由内源基因编码的非编码单链RNA分子，其长度约为19-25nt，在生物发展进程中具有重要的调节作用。miRNAs主要通过参与基因的转录后调控实现对靶基因的表达调节，其在肿瘤发生发展、生物发育、器官形成、病毒防御、表观调控以及代谢等方面起着极其重要的调控作用。miRNAs具有非常复杂的调控网络，往往一个miRNA可以调控多种靶基因，而同一个靶基因也可以有很多个miRNAs来进行调节。 一、miRNAs的产生
经典的miRNA成熟途径如下：在细胞核内RNA聚合酶II或III转录miRNA相关基因到初级miRNA（pri-miRNA），这个时候的miRNAs长达几千nt。随后由微处理复合物Drosha-DGCR8将pri-miRNA裂解成前体miRNA（pre-miRNA），这时候形成了发卡结构，以上过程是在核内进行的。接着，由Exportin-5-Ran-GTP复合物将pre-miRNA转运出核。在胞浆中，与双链RNA结合蛋白TRBP结合的RNase Dicer酶将pre-miRNA分解成成熟的长度，这时miRNA还处于双链状态。最后双链的miRNA被转载进AGO2，形成RISC（RNA诱导沉默复合体）。miRNA双链中的一条链保存在RISC复合物中，另一条链则排出复合物外并迅速降解，关于两条链在RISC复合物中是如何分开，如何外排的现在还无明确的报道。 miRNA与RNA诱导沉默复合体（RISC）
二、miRNA的特点
（1）其长度大约是22nt，目前已经知道的miRNA中21-23nt的超过80%；
（2）具有能形成分子内茎环结构的前体。植物中前体大小的变化范围较大，可以从几十到数百个核苷酸，而在动物中前体大小的变化范围较小，一般在60-80nt。而且miRNA基因在基因组中有多种存在形式，有单拷贝，多拷贝或基因簇等形式。其位置大多落于基因间隔区，说明他们的转录独立于其他的基因，具有本身的转录调控机制，而且很可能从前体到成熟的加工过程中，前体本身满足了所需的所有要求；
（3）几乎所有的miRNA都是从前体一条臂上加工而来，只有极少数的miRNA是从前体的两条臂同时加工产生的；
（4）已经知道的miRNA在表达上具有阶段性和组织特异性，也就是说在生物发育的不同阶段有不同的miRNA表达，在不同的组织中表达量也不同；
（5）成熟的miRNA的5’端有一个磷酸基团，3’端为羟基，它们可以和上游或下游的序列不完全配对形成茎环结构。
三、miRNA的作用机制基因调控网络
（1）翻译抑制
miRNA与靶mRNA通过6-7个碱基互补结合，可导致miRNA在蛋白质翻译水平上抑制靶基因表达（哺乳动物中比较普遍）。
（2）mRNA的降解
miRNA也有可能影响mRNA的稳定性。如果miRNA与靶位点完全互补（或者几乎完全互补），那么这些miRNA的结合往往会引起靶mRNA的降解(在植物中比较常见)。通过这种机制作用的miRNA的结合位点通常都在mRNA的编码区或开放阅读框中。每个miRNA可以有多个靶基因，而几个miRNAs也可以调节同一个基因。
（3）转录调控
表观遗传是指在核酸序列水平上不涉及基因组改变的遗传变化。最近研究发现表明， miRNA影响基因启动子的CpG岛甲基化作用，在转录水平直接对靶基因进行调控作用。
四、miRNA研究杂谈
如果听说有人还在研究miRNA，很多人都会冒出一个想法：好老，好没有创意。君不见2017年已有5篇miRNA相关CNS级别的文章已经发表；另外，通过检索发现，仅2017年，医学部以及生命学部就有686项关于miRNA的申请获得了国家自然科学基金委员会的资助，合计资助金额近2.5亿元。可以看出，miRNA的研究在科研领域依然存在一席之地，它完全是国自然基金标书写作当中的一个润滑剂。
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