微RNA

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甘藍pre-microRNA中的莖環(stem-loop)二級結構

微RNAmicroRNAsmiRNA,又譯小分子RNA)是真核生物中廣泛存在的一種長約21到23個核苷酸RNA分子,可調節其他基因表達。miRNA來自一些從DNA轉錄而來,但無法進一步轉譯成蛋白質的RNA(屬於非編碼RNA)。miRNA通過與靶信使核糖核酸(mRNA)特異結合,從而抑制轉錄基因表達, 在調控基因表達、細胞周期生物體發育時序等方面起重要作用。在動物中,一個微RNA通常可以調控數十個基因.

這些RNA是從初級轉錄本(primary transcript),也就是pri-miRNA,轉變成為稱為pre-miRNA的莖環結構,最後成為具有功能的miRNA。

1989年,Victor發現線蟲 ( C. elegans) 中有個基因 lin-4 抑制另一個基因 lin-14. 他們認為 lin-4 應該也表達一種調控蛋白質,因為基因轉錄成RNA並翻譯成蛋白質是當時認為的公理。1993年,Victor的學生 Rosalind Lee 和 Phonda Feinbaum 克隆出了 lin-4,卻發現這個基因非常小,而且這個基因的產物不是蛋白質,而是一個長度只有22個核苷酸的RNA。它是由單鏈的RNA分子產生,這個分子的一端折回來形成不完全的互補配對,稱"發卡結構".

pri-miRNA長度大約為300~1000個鹼基,pri-miRNA經過一次加工後,成為pre-miRNA即microRNA前體,長度大約為70~90個鹼基;pre-miRNA再經過Dicer酶酶切後,成為長約20~24nt的成熟miRNA。實際研究中,pre-miRNA應用最早,也最廣泛。近年研究發現microRNA的雙臂對成熟miRNA的形成有著十分重要的作用。

與小分子siRNAs相比,miRNA在分子特性等方面是相似的,但也存在不少的差異。siRNA是雙鏈RNA,3『端有2個非配對鹼基,通常為UU; miRNA是單鏈RNA。 siRNAs是由dsDNA在Dicer酶切割下產生,而成熟miRNAs的產生要複雜一些,首先pri-miRNA在核內由一種稱為Drosha酶處理後成為大約70nt的帶有莖環結構的Precursor miRNAs (pre-miRNAs), 這些pre-miRNAs再在Exportin-5幫助下轉運到細胞核外之後再由胞質Dicer酶進行處理,酶切後成為成熟的miRNAs。

生命的一些重要活動如幼蟲的生長發育細胞的發生和分化神經系統的分化等都被一些非編碼蛋白的小RNA的調控, 而除miRNA、siRNA以外的小RNA我們目前知之甚少。

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