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非编码RNA的分类及其功能总结复习课程

作者:高考题库网
来源:https://www.bjmy2z.cn/gaokao
2021-02-27 21:33
tags:

-

2021年2月27日发(作者:owning)









R

< br>N


A












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1.

非编码


RNA


的分类及概念



1.1


分类



非编码


RNA(non-coding RNA)


是指转录组中不翻译为蛋白质的


RNA


分子。



包括相对分子量较小的



核内小分子


RNA(small nuclear RNA



snRNA)




核仁小分子


RNA(small nucleolar RNA s



snoRNA)





RNA(microRNA



miRNA)




piwi-interacting RNA(piRNA)


干扰小


RNA



Small interfering RNA



siRNA




以及相对分子量较大的



长非编码


RNA(long non-coding RNA< /p>



lncRNA)


等。

< br>


1.2


概念:


< p>
snRNA


:核内小分子


RNA(small nuclear RNA)


,它是真核生物转录后加工过程


中< /p>


RNA


剪接



体(


spliceosome


)的主要成分,参与


mRNA


前体的加工


过程。



snoRNA


:核仁小分子


RNA



small nucleolar RNAs


),它在核糖体


RNA


的生 物


合成中发挥作用,另外还能够指导


snRNA



tRNA



mRNA


的转录后


修饰。


miRNAs


:微小


RNA



microRNAs


),是一类由内源基因编码的长度约为


22



核苷酸的非编码单链


RNA


分子,通过与靶标


mRNA



3'


端非翻译区


(3'-untranslated region



3'-UTR)


特异性 结合,从而引起靶标


mRNA


分子


的降 解或翻译抑制,在动植物中参与转录后基因表达调控。



piRNAs



Piwi-inter actingRNA


):


piRNA


基 因是一类长度为


24


?


32 nt


的的单链



RNA


,有很强的正义链和反义链专一性,其


5'


端第一个核苷酸有 尿


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嘧啶倾向性,


3'


端被


2'-O-


甲基化修饰,这类末端修饰可防止成熟体


piRNA


基因降解


.piRNA


主要 与


PIWI


亚家族成员


Piwi


蛋白或


AGO3



白 质结合而发挥作用。



siRNA


: 干扰小


RNA



Small interfering RNA


),是一种小


RNA


分子,由


Dicer


酶加工而成。双链


RNA


经酶切后会形成很多小片段,


siRNA



siRISC


的主要成员,激发与之 互补的目标


mRNA


的沉默。



lncRNA


:长链非编码


RNA

< p>


Long non-coding RNA


),


lncRNA


是长度大于


200


个核苷酸的非编码


RNA


。研究表明,


lncRNA


在剂量补偿效应、表观遗


传调控、细胞周期调控和细胞分化调控等众多生命活动中发挥重 要作


用,成为遗传学研究热点。



mi RNA



siRNA


的区别主要有两点 :(


1



miRNA

< br>是内源性的,是生物体


基因的表达产物;


siRNA


是外源性的,来源于病毒感染、转座子或转基因靶


点。(

< p>
2



miRNA


是由不完 整的发卡状双链


RNA


,经


Drosh a



Dicer


酶加工而


成;


siRNA


是由完全互补的长双链


RNA


,经


Dicer


酶剪 切而成。




图:

莫小燕等,非编码


RNA


在肿瘤细胞糖代谢中的调控作用< /p>



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1.3 siRNA



miRNA



piRNA


的生物合成

< br>


[3]


a



(


人类


)siRNA


来源于长的双链


R NA


分子


,



Dicer


酶剪切为


21-25nt


的 双链


RNA


片段,


Dicer


酶和


dsRNA


结合蛋白将

siRNA


二聚体装载至


Argonaute

< p>
蛋白



AGO2


)而发挥 作用;


b



(


人类


)miRNA


由内源性的生物体基因产生含有发卡


结构的


65-70nt


长的


pri- miRNA


,该发卡结构在细胞核内经


Drosha- DGCR8


复合


物加工产生


pre- miRNA


。在细胞浆内,


pre-miRNA


进一步经


Dicer


酶剪切为


miRNA-miRNA*


二聚体(其中


miRNA


为引导链,


miRNA*


为信息链),装载< /p>



Argonaute


蛋白


1(AGO1)


而发挥作用。< /p>


c



(


鼠类


) piRNA


的生物合成尚不清


楚。< /p>


piRNA


来源于单链


RNA


前体,而且不依赖于


Dicer


酶。产生的初级 正义


piRNA


倾向于与


MILI


结合,在出生前的睾丸、


MILI



MIWI2


均参与复制周


期,在次级反义


piRNA


< br>MIWI2



MILI


更为 丰富,次级反义


piRNA


可能直


接裂 解转座子


mRNA





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图:于红,表观遗传学


:


生物细胞非编码


RNA

< br>调控的研究进展




2



MicroRNA


的功能


2.1 miRNA


参与细胞自噬调控


[1]




在自噬的启动


(induction)


、囊泡成核


(ve sicle nucleation)


、囊泡延伸


(vesicle


elongation)


、自噬回收


(Ret rieval)


与囊泡融合


(fusion)

< br>等几个阶段中均参与调控。


此外,


miRNA

< p>
也可通过其他方式调节细胞自噬。直接调控,直接作用的位点目


前发现有< /p>


:



STMN1


基因(该基因编码的


Stathmin


蛋白被发现参与自噬调< /p>


控),


DRAM2



IRGM


,线粒体自噬受体


FUNDC1



NIX


等。间接调控,即


通过对细胞分子通路中重要的调控性蛋白进行调控,从而间接地调控自噬的过


程。调控靶 点有:


SMAD4



FOXO3



ATM



RUNX 3



p53



EZH2



PI3K/AKT


通路,< /p>


hnRNP A1



EGFR

< p>
等。



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图:陈月琴等,非编码


RNA


与细胞自噬调控

< br>



2.2


参与表观遗传调控


[3]


< p>
miRNA


可通过调控组蛋白修饰引起染色质重塑。即

miRNA


可通过调控组


蛋白的修饰而参与


TGS



miRNA


还可通过 调控


DNA


甲基化酶的表达而影响


DN A


甲基化参与


TGS




2.3


在肿瘤中的调节机制


[4]



2.3.1


对致癌基因的调节。


< /p>


在肿瘤细胞中表达水平升高的


miRNA


被认为是致癌基因,通过抑制抑癌


基因和(或)抑制控制细胞分化和凋亡的基因来促进肿 瘤进展。首先,


miR-17-


92


群 簇被认为在肿瘤细胞调节中起重要作用,


miR-17-92


群 簇可能通过调节两


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个抑癌基因


---PTEN


和视网膜母细胞瘤基因(


RB


)家族的成员甙


Rb2/ p130



基因促进肿瘤进展。


PTEN


通过


PI3K-AKT / PKB


通路促进凋亡。其次,


miR-


17-92


群簇对细胞周期和增殖的作用部分是通过 对


E2F


转录因子基因调节实


现。最后 ,


miR-17-92


群簇通过


ARF -p53


基因通路抑制细胞凋亡,进而促进肿


瘤的发展。此外,


miR-372



miR-373


是另外两个致癌的


miRNA


,通过直接抑


制抑癌基因


LATS2


的表达来解除的


p53


介导的对细胞周期依赖性蛋白激酶



CDK


)的抑制,进而促进细胞增殖和肿瘤进展。人类睾丸 生殖细胞肿瘤的发


生中涉及这一机制。



2.3.2


对抑癌基因的调节。



在肿瘤细胞中表达水平降低的


miRNA


的 被认为是抑癌基因,通过抑制致癌


基因和(或)抑制控制细胞分化和增殖的基因来抑制肿 瘤进展。


let-7


的家族的


miRN A


的在许多肿瘤中表达下调,其作用的靶基因可能是


RAS


致癌基因,包


括肺癌和乳腺癌


.miR-2 9


家族成员通过靶向结合抗凋亡蛋白基因


MCL1


和致癌


基因


TCL1


表现出 抑癌作用。此外,在白血病患者、垂体腺瘤患者中


miR-15



miR-1


均表现出表达的抑制。



2.4


参与糖代谢的调控


[6]



2.4.1 miRNA


通过调控己糖激酶基因表达影响肿瘤细 胞的糖代谢


。乳腺癌细胞


中白介素


-6



IL-6


)和


miR-155


均可通过上调


hk2


基因表达来促进糖酵解。而


miR-125a/ b



miR-143



hk2


的反向调节者。



2.4.2 miRNA

< br>通过调控磷酸果糖激酶基因表达影响肿瘤细胞的糖代谢。


人肺腺

< br>癌中肌型磷酸果糖激酶(


PFKM


)和糖酵解均上调,而


miR-320a


可以下调


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