【科研】转录组测序—miRNA

【科研】转录组测序—miRNA
引⾔
⾃miRNA发现开始,有关miRNA的探索与发现就⼗分⽕热。miRNA虽只有短短20个核苷酸,通过碱基互补配对的⽅式识别靶mRNA,利⽤RNAi沉默机制调控基因的转录后表达。miRNA⼴泛存在于动物、植物、病毒及许多微⽣物中,且其表达具有严格的时空属性。许多研究表明,miRNA与细胞⽣长发育和凋亡、癌症的发⽣发展等进程密切相关。今天⼩编就为各位介绍⼀下什么是miRNA。
miRNA的概述
MicroRNA (miRNA) 是⼀类由内源基因编码的长度约为19-25nt个核苷酸的⾮编码单链RNA分⼦,它们在动植物中参与转录后基因表达调控,具有很⾼的保守性。⼤多数miRNA基因以单拷贝、多拷贝或基因簇(cluster)的形式存在于基因组中。每个miRNA可以有多个靶基因,⽽⼏个miRNA也可以调节同⼀个基因,这种复杂的调节⽹络既可以通过⼀个miRNA来调控多个基因的表达,也可以通过⼏个miRNA的组合来精细调控某个基因的表达。据推测,miRNA调节着⼈类三分之⼀的基因。
miRNAs的产⽣
miRNA基因在细胞核中经RNA聚合酶转录得到pri-miRNA(primary miRNA),长度⼤约为300~1000个碱
基。pri-miRNA 经过⼀次加⼯后,成为pre-miRNA(precursor miRNA)即microRNA前体,长度⼤约为70~90个碱基。经加⼯后,输出蛋⽩将pre-miRNA从细胞核转运到细胞质中,细胞质中的pre-miRNA再经过Dicer酶酶切后,进⼀步剪切成双链miRNA。最后,双链miRNA在AGO蛋⽩的作⽤下,仅有⼀条链被保留下来,产⽣成熟的长约20~24nt miRNA。
图 miRNA加⼯过程模式图
已经被鉴定的miRNAs据推测⼤都是由具有发夹结构,约70个碱基⼤⼩形成发夹结构的单链RNA前体经过Dicer酶加⼯后⽣成的,有5’端磷酸基和3’羟基,⼤⼩约21-25nt的⼩分⼦RNA⽚断,定位于RNA前体的3’端或者5’端。
miRNA的主要特点
mirna靶基因分析1)⼴泛存在于真核⽣物中, 是⼀组不编码蛋⽩质的短序列RNA , 它本⾝不具有开放阅读框架(ORF) 。
2)通常的长度为18-25 nt , ⽬前已经知道的miRNA中21-23nt的超过80%。
3)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。
4)成熟的miRNA的5’端有⼀个磷酸基团,3’端为羟基,可以和上游或下游的序列不完全配对形成茎环结构,这⼀特点使它与⼤多数寡核苷酸和功能RNA 的降解⽚段区别开来。
miRNA的作⽤机制
对microRNAs (miRNAs)的研究正在不断增加,原因是科学家开始认识到这些普遍存在的⼩分⼦在真核基因表达调控中有着⼴泛的作⽤。参与各种各样的调节途径,包括发育、病毒防御、造⾎过程、器官形成、细胞增殖和凋亡、脂肪代谢等等。
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。

本文发布于:2024-09-25 10:31:15,感谢您对本站的认可!

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标签:基因   表达   调控   转录   具有   形成   发育   互补
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