肿瘤遗传学--2015年-2016年学年.pptVIP

* * * microRNA (miRNA)基因通常是由RNA聚合酶II(Pol II)转录的，一般最初产物为大的具有帽子结构(7MGpppG)和多聚腺苷酸尾巴(AAAAA)的pri-miRNA。 这些pri-miRNA在RNase III Drosha和其辅助因子Pasha的作用下被处理成70 个核苷酸组成的pre-miRNA前体产物。RAN–GTP和exportin 5 将这种前体分子输送到细胞质中。随后，另一个RNase III Dicer 将其剪切产生约为22 个核苷酸长度的miRNA:miRNA*双链。 这种双链很快被引导进入(miRISC)复合体中，其中含有Argonaute蛋白，并且成熟的单链miRNA保留在这一复合物中。 * 成熟的miRNA结合到与其互补的mRNA的位点通过两种依赖于序列互补性的机制负调控基因表达。 与靶mRNA不完全互补的miRNA在蛋白质翻译水平上抑制其表达。 然而，最近也有证据表明，这些miRNA也有可能影响mRNA的稳定性。使用这种机制的miRNA结合位点通常在mRNA的3’端非翻译区。如果miRNA与靶位点完全互补（或者几乎完全互补），那么这些miRNA的结合往往引起靶mRNA的降解。 * miRNA的成熟 据体内外实验研究表明miRNA的生成至少需要两个步骤： 1）由长的内源性转录本（pri-miRNA)生成70nt左右的miRNA前体（pre-miRNA)，该过程发生在细胞核; 2)将pre-miRNA加工为成熟miRNA，22个核苷酸，该过程发生在细胞质中。 * Pre-miRNA Pre-miRNA 是由内源性基因或内含子的DNA反向重复序列转录而来,它是一种长约70nt的非编码RNA,具有茎-环结构也即发夹状结构。 Pre-miRNA在Dicer的作用下可被剪切成miRNA..只是pre-miRNA 茎中的一个臂. * microRNA的成熟过程分为几个阶段: 1.初级miRNA(primary microRNA)转录自DNA，并折叠为一个stem-loop。 2.酶Drosha将stem-loop与转录本(transcript)其它部份分开。 3.接着酶Dicer将loop与stem分开。 4.双链stem与蛋白Argonaute相互作用，Argonaute将双链劈开，释放其中的一条链，与剩下的一条链（guide strand，引导链）形成miRISC复合体。 5.miRISC复合体与mRNA相互作用，改变mRNA的表达。 * miRNA与靶mRNA的作用模式： 1）二者不完全互补，即二者不完全时配对结合时，主要影响翻译过程而对mRNA的稳定性无任何影响。如线虫的lin-4 2）二者完全互补，即二者完全配对结合后，类似siRNA与靶mRNA的结合，特异性的切割mRNA。如miR39/miR171 3）上述两种模式均具备。当其与靶mRNA完全互补配对时，直接靶向切割mRNA，而不完全互补配对时起调节基因翻译的作用。如let-7 果蝇/线虫。 * miRNA与siRNA的作用机制： * miRNA与siRNA之间有许多相同之处： 1.二者的长度都约在22nt左右。 2.二者都依赖Dicer酶的加工，是Dicer的产物，所以具有Dicer产物的特点。 3.二者生成都需要Argonaute家族蛋白存在。 4.二者都是RISC组分，所以其功能界限变得不清晰，如二者在介导沉默机制上有重叠。 5.miRNA和siRNA合成都是由双链的RNA或RNA前体形成的。 * miRNA与siRNA的不同点： 1.区别是miRNA是内源的，是生物体的固有因素；而siRNA是人工体外合成的，通过转染进入人体内，是RNA干涉的中间产物。 2.结构上，miRNA是单链RNA，而siRNA是双链RNA。 3.Dicer酶对二者的加工过程不同，miRNA是不对称加工，miRNA仅是剪切pre-miRNA的一个侧臂，其他部分降解；而siRNA对称地来源于双链RNA的前体的两侧臂。 * 4.在作用位置上，miRNA主要作用于靶标基因3′-UTR区，而siRNA可作用于mRNA的任何部位。 5.在作用方式上，miRNA可抑制靶标基因的翻译，也可以导致靶标基因降解，即在转录水平后和翻译水平起作用，而siRNA只能导致靶标基因的降解，即为转录水平后调控。 6.miRNA主要在发育过程中起作用，调节内源基因表达，而siRNA不参与生物生长，是RNAi的产物，原始作用是抑制转座子活性和病毒感染。 * miRNA与siRNA的联系：