新发现的微RNA世界课件

microRNA简介2004-10-22新发现的微RNA世界前言近些年来，人类发现了许多不同种类的RNA分子，其中最为重要的是小RNA分子的发现。有些小RNA分子能直接调控某些基因的开关从而控制细胞的生长发育并决定细胞分化的组织类型

小RNA分子本身又包含了若干类RNA，根据小

RNA的生成、结构和功能大约可分为以下三类：

amiRNA（microRNA)bsiRNA(shortinterferingRNA)c其他小RNAWhataremicroRNAs？（1）miRNA是广泛存在于真核生物中的一组短小的、不编码蛋白质的RNA家族，它们是由19-25个核苷酸组成的单链RNA（3‘端可有1~2个碱基长度的变化）；miRNA的表达具有组织特异性和阶段特异性。即：在不同组织中表达有不同类型的miRNA,在生物发育的不同阶段里有不同的miRNA表达；WhataremicroRNAs？（2）miRNA具有高度保守性，即各种miRNA都能在其他种系中找到同源体；miRNA独有的特征：其5＇端第一个碱基对U有强烈的倾向性，而对G却有抗性，但第二到第四个碱基缺乏U，一般来讲，除第四个碱基外，其他位置碱基通常都缺乏CmiRNA执行一定的生物学功能：

对与其互补的mRNA表达水平具有调节作用；一些偏大的miRNA可能参与了基因组的重组装（27nt）；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，该过程发生在细胞质中。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-42）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/miR1713）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的区别：miRNA产生：细胞内RNA的固有组分之一（正常）来源：内源转录本直接来源：发夹状pre-miRNA结构：单链互补性：不完全互补，存在错配现象对靶RNA特异性：相对较低，一个突变不影响miRNA的的效应途径：miRNA途径对RNA的影响：在RNA代谢的各个层面进行调控功能：调节内源基因的表达在蛋白质合成水平发挥作用，与mRNA的稳定性无关

siRNARNAi的活性形式，病毒感染和人工插入dsRNA之后诱导而产生（异常）

转基因或病毒ＲＮＡ（外源）长dsRNA双链，3‘端有2个非配对碱基，通常为UU完全互补较高，一个突变即引起RNAi沉默效应的改变

RNAi途径降解靶mRNA抑制转座子活性和病毒感染在转录后水平发挥作用，影响mRNA的稳定性

miRNA与siRNA的联系：均为Dicer的产物：长度均为22nt左右5＇端是磷酸基3＇端是羟基均需Argonaute家族蛋白的存在同为RISC的组分二者进化关系上可能的两种推论：siRNA是miRNA的补充miRNA在进化过程中替代了siRNA沉默机制有重叠展望：如果miRNA基因正如所发现的miRNA一样多，那么它很可能在生命活动中具有十分广泛的调节功能，对基因表达、生长发育和行为等都具有十分深远和复杂的效应。当前我们所面临的挑战是：这些miRNA到底具有何种功能？它们是如何识别潜在的靶mRNA的？这些miRNA间相互调节作用的结果是什么？寻找miRNA的方法：

A分子生物学的方法B分子信息学的方法： 应用计算机的方法如MirScan来寻找miRNA分子已经在线虫及脊椎动物体内取得了巨大的成功。2004年6月，吳政道在前述的计算机方法的基础上提出一种可以进行高通量筛选miRNA靶位点的方法分子信息学筛选miRNA的原理：该方法的出发点为前体的发夹状结构及miRNA在物种间的保守性。miRNA基因可能定位于编码蛋白基因的内含子区域（有意义链或反意义链）及远离任何已知基因的基因间区域。

一些时候，几个发夹状结构以多顺反子的形式丛集在一起.

UweOhler,ChrisBurge等人给出了一些可以提高寻找miRNA基因的准确性的一些附加条件：1）上游和下游保守序列的数量；2）候选发夹状结构的上游高度保守的模序的存在。寻找miRNA作用的靶mRNA的方法：A分子信息学的手段：

MIT的BartelandChrisBurge报道了一种可以用来探测m