miRNA 綜述文章


最近由於看基因組文章看的有點興奮,於是返了個場,學習下micRNA。

下載了一篇自己捯飭的paper,啃了很久還是不是很明白,然后我突然看了一個單詞,vivo,原來只以為vivo就是手機只能照亮你的美,到現在才發現vivo還能證明我的英語還真的很爛。

vivo:活潑的樣子

In vivo :是活體,體內實驗

在學術文章中 in vivo 指的是活體中,不是某高贊助的廣告~~~

但是小編這里也暗暗自喜,想起了這個標題,micRNA對基因表達的調控,使得機體得以正常發揮作用,那豈止是照亮你的美~~。

 

 

一、摘要

 

總所周知,小ncRNA 可以對基因的表達產生一定的調控作用,並進一步的影響生物學功能。最近測序技術的發展和信息分析手段(生信人)的提升使得對ncRNA進行分類成為可能。從他們的前體結構和合成途徑以及作用方式上(precursor structures, biogenesis pathways and modes of action)可以分為

(1)small interfering RNAs(siRNA):小干擾RNA, 是一個長20到25個核苷酸的雙股RNA,在生物學上有許多不同的用途。目前已知siRNA主要參與RNA干擾(RNAi)現象,以帶有專一性的方式調節基因的表達。

(2)microRNAs(miRNAs):是一種小的,類似於siRNA的分子,由高等真核生物基因組編碼,miRNA通過和靶基因mRNA鹼基配對引導沉默復合體(RISC)降解mRNA或阻礙其翻譯。

 (3)PIWI-interacting RNAs (piRNAs):只在哺乳動物的睾丸中存在,並且只和PiWi蛋白結合形成piRNA復合物,和RNA沉默有關,作用於生殖細胞,調控轉座子表達。

(4)endogenous small interfering RNAs (endo-siRNAs or

esiRNAs):內源性的小分子干擾RNA

(5)promoter associate RNAs (pRNAs)

(6) small nucleolar RNAs (snoRNAs) :核仁小分子RNA

(7)sno-derived RNAs

 

二、miRNA合成途徑

 

miRNA 廣泛的存在植物和動物組織內,公認在轉錄組水平上大約60%的基因被調控修飾過。其作用相當廣泛和重要,和眾多的生理學過程相關,比如分化、增殖、凋亡與發育。如果調控失敗,會導致各種疾病,比如肌肉萎縮、糖尿病和各種癌症。

miRNA的合成較為復雜,文章中描述較為枯燥,這里以動物中miRNA合成圖示為例.

 

三、細胞質miRNA的作用

 

miRNA對於靶基因的調控,如上圖,在植物和動物中不太一樣。在植物中通過(動物中較少)通過和靶基因的完美匹配來識別靶基因,並導致基因cleavage或者disruption。而在動物中,往往只有seed區域對於靶基因的識別有重要的作用,這一部分種子序列正好識別的是靶基因的3UTR區域。

然后,in vivo(體內實驗)中有些miRNA和靶基因互作也不是完全按照嚴格的配對原則(配對比例在~15%-80%)。

 

四、發揮作用的機制

 

For a long time, the predominant idea was that variation in the composition of RISCs led to alternative mechanisms for post-transcriptional control.

More recently, the outlook has changed. The current model proposes that, in a sequential process, the RISC switches off its targets by repressing mRNA translation at first and subsequently initiating degradation [27]. However, it has been suggested that the sequential order of these two events reflects kinetic differences between translational repression and mRNA decay rather than a cause-and-effect relationship between them。

很久以來,大家認為miRNA和靶基因結合之后就會導致mRNA直接降解,但是現在大家普遍認為在導致mRNA降解之前,還有對mRNA的抑制作用。

 

五、核內功能

 

核內小RNA的功能整理如下

  1. 調控RNA轉錄

  2. 調控mRNA

  3. 調控可變剪切

  4. miRNA在轉錄中的作用 

        1、轉錄基因沉默

 


        2、轉錄基因激活

 


六、結論

 

總而言之,無論是細胞核外,還是細胞核內的miRNA都是通過不同的機制來對基因表達進行調控的。其整體的調控示意圖如下

參考文獻:MicroRNA in Control of Gene Expression: An Overview of Nuclear Functions


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