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基因转录和转录后调控的研究进展基因转录是指DNA上的基因序列被RNA聚合酶复制成RNA的过程。
这一过程是生物体细胞内的信使RNA和结构RNA的合成基础。
此外，RNA的转录还是基因表达和调控中至关重要的一步，塑造了生物体发育、代谢和响应环境的特质。
在过去的几十年里，基因转录的研究有了巨大的突破。
科学家们深入研究了转录因子、RNA聚合酶、组蛋白修饰和核糖体等关键分子，并阐明了一系列转录调控机制，如蛋白结合因子、启动子序列和增强子序列等。
然而发现，基因组中只有少部分基因直接参与蛋白质的编码过程，大部分基因则是在转录后通过RNA加工和修饰，产生多种RNA分子，进而发挥各种调控作用。
细胞程序性RNA目前发现的3种程序性RNA（piRNA，miRNA和siRNA）都是由剪接的前驱体RNA产生的小RNA分子。
它们的分子大小区间不同，piRNA最长，siRNA最短，而miRNA在它们之间。
这些分子都通过与靶RNA相结合来发挥下调和/或稳定靶RNA的络合作用。
piRNA是42-50核苷酸长的RNA，主要在生殖细胞中发现，并与Aub和蜕变抑制蛋白(Mael)等蛋白结合，帮助抑制非编码RNA和反转录转座子等异源、自体病福群(J)的移动。
miRNA长约20-24个核苷酸，类似piRNA，它们转录自基因组上的特定区域，是调控生物干细胞分化和细胞周期的关键分子。
miRNA将与肥大蝇女神的启示录(AGO)和WIH蛋白结合，形成RNA-诱导沉默复合物（RISC），并与靶mRNA相结合，导致mRNA的降解或翻译抑制。
siRNA与miRNA类似，也长约20-24个核苷酸，但siRNA转录本地RNA的双链RNA前体，通过Dicer酶介导的剪切产生。
在细胞内，它将与AGO结合，并通过RNA干扰技术去靶RNA（包括基因的RNA载体），进一步调控RNA降解、mRNA剪接或蛋白质翻译等关键生物过程。
长链非编码RNA目前发现的非编码RNA通过可变的机制与染色质修饰酶（如死亡蛋白、组蛋白去乙酰化酶、甲基转移酶和蛋白质激酶C经来发挥调控作用。
miRNA技术详述日期：2012-04-26 来源：未知作者：网友点击：730次摘要：miRNAs是一类重要的内源性小的非编码RNA分子，大约由21-25个核苷酸组成。
miRNA通常靶向一个或者多个mRNA，通过抑制翻译或降解靶标mRNAs而调节基因的表达。
人类基因组中大约存在超过1000条miRNA，其在多种人体细胞类型中大量表达，估计其调节超过60%的哺乳动物基因。
找产品，上生物帮>> >>相关专题解读miRNA （MicroRNA）引述精准的基因表达调控对生物体的生长发育和功能至关重要。
过去对基因表达调控的研究主要集中在转录因子介导的基因转录调控方面(激活或抑制基因转录)。
而RNA一度被认为是DNA和蛋白质之间的“过渡”，但越来越多的证据清楚的表明RNA在生命的进程中扮演的角色远比早前的设想重要，晚近发现一系列小分子非编码RNA(small noncoding RNA)，包括miRNA (microRNA)，siRNA (small interfering RNA)，piRNA (piwi-interacting RNA)和e siRNA(endogenous siRNA)等，这些小RNA组成了RNA调控网络，在转录水平、转录后及表观遗传等水平控制基因的表达，参与调控包括细胞增殖、分化和凋亡等进程，影响着生物体的生长发育和多种病理过程。
小RNA的发现也揭示了真核生物全新的基因表达调控方式。
miRNAs是一类重要的内源性小的非编码RNA分子，大约由21-25个核苷酸组成。
miRNA通常靶向一个或者多个mRNA，通过抑制翻译或降解靶标mRNAs而调节基因的表达。
人类基因组中大约存在超过1000条miRNA，其在多种人体细胞类型中大量表达，估计其调节超过60%的哺乳动物基因。
miRNA在植物界和后生动物界间表现不同的特性。
在植物中，miRNA与其靶基因通过近乎完美互补的方式相结合;而在后生动物中，经常是一条miRNA可以和靶基因的多个位点相结合，或是一条miRNA调节多种靶基因。
非编码RNA和基因调控的研究进展随着基因芯片、次代测序技术等高通量生物技术的发展，科学家们对于基因组的认识越来越深入。
在此基础上，非编码RNA（non-coding RNA，ncRNA）的研究也正在蓬勃发展。
ncRNA是指不编码蛋白质的RNA。
传统上，科学家们认为RNA只是介导DNA信息到蛋白质的桥梁。
然而，随着研究的深入，越来越多的证据表明，ncRNA在基因调控、信号转导和稳态维持等方面发挥重要作用。
一、ncRNA的种类ncRNA包括微小RNA、长链RNA和环状RNA等多种类型。
微小RNA （miRNA）指长度为约22个核苷酸的RNA，能够介导基因沉默。
长链RNA （lncRNA）则是长度大于200个核苷酸的RNA，也能够介导基因调控。
由于lncRNA形态多样，其机制也相对较为复杂，其功能和传递方式与miRNA不同。
环状RNA（circRNA）是一种闭合回路RNA，为一种新兴的ncRNA。
二、ncRNA的功能作为相对短的RNA，miRNA主要的功能是介导RNA干扰。
每种miRNA可以针对多个靶基因进行调控。
miRNA通过与靶基因的3’非翻译区结合，从而导致mRNA的降解或翻译抑制。
lncRNA则具有多种功能，如表观遗传调控、转录调控、剪接调控等。
lncRNA在基因底物的构成中起到重要作用，可以在DNA、RNA和蛋白质之间转运信号，同时还能影响染色质结构、启动子活性等。
circRNA则能够作为一种新型肌酸蛋白全长RNA竞争性拮抗剂出现，抑制其他RNA基因的调控。
三、ncRNA的应用ncRNA的研究为许多疾病的治疗提供了潜在的目标。
以miRNA为例，研究发现miRNA与肿瘤的发生和发展密切相关。
因此，miRNA介导的RNA沉默已成为瘤细胞靶向治疗的研究热点。
例如，针对肝癌细胞中miRNA-221和miRNA-222的靶向治疗已进入临床试验阶段。
此外，lncRNA在其他疾病如心血管疾病、神经退行性疾病等的发生中也可能发挥重要作用。
基因表达调控机制的研究进展及趋势随着基因技术的快速发展，越来越多的科学家开始关注如何理解和利用基因信息。
基因表达调控机制就是其中的重要组成部分。
基因表达指的是基因转录成RNA的过程，而基因表达调控则是指何时和如何触发这个过程。
它涉及到如何控制基因的开关，让它们在适当的时候以适当的方式表达出来。
下面将介绍一些基因表达调控机制的研究进展与趋势。
1. 序列特异性调控在基因表达调控中，序列特异性调控是指基于DNA序列的特异性的调控方式。
这种调控方式主要发挥作用的是转录因子，它们可以结合到DNA上的特定区域，从而调控基因表达。
研究发现，转录因子的数量是非常庞大的，它们还可以相互作用和调节。
此外，最近还出现了一些新的序列特异性调控机制，如CRISPR-Cas9系统和TALENS技术，在基因编辑和基因治疗方面有着广阔的应用前景。
2. 后转录调控在前转录调控过程中，DNA被转录成RNA，然后RNA通过翻译转化成蛋白质。
而后转录调控就发生在RNA转录的后期。
这种调控方式主要涉及到RNA的后期处理，如剪接、多聚腺苷酸尾巴加工和RNA降解。
已经发现一些后转录调控因子，在肿瘤发生和发展中扮演着关键角色。
3. 染色质调控染色质是由DNA和一些调控元件组成的复杂结构，是基因表达的重要调节因素。
染色质调控机制主要包括乙酰化、甲基化和去甲基化等化学修饰方式，以及类胰蛋白、CpG岛和miRNA等特定元素的调控。
乙酰化和甲基化是已经被广泛研究的染色质调控机制。
研究表明，染色质结构的改变可以引起基因表达的改变。
因此，染色质调控机制对于理解基因表达调控的分子机制具有重要意义。
4. RNA干扰调控RNA干扰是一种基于RNA片段的基因调控方法。
它可以通过RNA介导的调控途径来抑制和启动基因的表达。
RNA干扰调控主要依靠反义RNA和小分子RNA来实现。
反义RNA是指与mRNA相互作用、干扰mRNA翻译成蛋白质，从而抑制目标基因表达的RNA分子；而小分子RNA则可以通过靶向mRNA的特定区域，降解或抑制 mRNA的翻译过程，从而调控基因表达。
植物体细胞胚发生miRNA研究进展许珊珊;林思祖【摘要】介绍了植物miRNA的作用机制,并重点阐述了落叶松、玉米、龙眼体细胞胚发生相关miRNA的研究进展.随着miRNA的深入研究,体胚发生相关miRNA 的功能验证、不同miRNA间的相互调控及对下游靶基因的调控作用研究将成为重要的研究方向,因此,了解植物体胚发生miRNA的发展现状及趋势非常重要.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2015(000)007【总页数】4页(P18-20,22)【关键词】体细胞胚发生;miRNA;落叶松;玉米;龙眼【作者】许珊珊;林思祖【作者单位】福建农林大学林学院,福建福州350002;国家林业局杉木工程技术研究中心,福建福州350002;福建农林大学林学院,福建福州350002;国家林业局杉木工程技术研究中心,福建福州350002【正文语种】中文【中图分类】S188植物体细胞胚的概念源于1902年Haberlandt提出的植物细胞具有全能性，即每一个细胞都能不断分裂，进而分化形成完整的植株［1］。
有关植物体细胞胚发生的研究最早是从胡萝卜贮藏根组织培养材料中观察到来自体细胞组织胚的启动和发育过程［2］。
同时，由于体细胞胚发生过程与合子胚发育高度相似［3］，且其在离体条件下可人为控制收集特定发育阶段的大量材料，因此体细胞胚发生亦是研究植物胚胎发育的模式系统。
目前，已有众多学者对体细胞胚发生的分子机理进行了大量研究，并分离出许多相关基因，但由于体细胞胚发生是个复杂的生物学过程，涉及一系列信号转导过程和基因表达［4］，且其发生过程中各阶段基因激活与抑制的潜在机制尚不清楚，仍不足以阐明胚胎发生机理和解决生产问题。
miRNA是一类长为21～24 nt内源的非编码的小分子RNA，广泛分布于植物基因组中。
miRNA主要通过引导靶基因mRNA降解、介导翻译抑制和介导DNA甲基化等途径负向调节植物基因表达［5-9］，从而调控植物细胞分裂、组织分化、器官形态建成、激素应答与信号传导以及植物对逆境胁迫的应答［10-16］。
中国生物工程杂志 China Biotechnology ,2010,30(8):118-125综 述am iRNA i -实现高效稳定的特异基因沉默新方法*叶梅霞 刘军梅 李 昊 崔东清 王静澄 张志毅 安新民**(北京林业大学林木育种国家工程实验室林木花卉遗传育种教育部重点实验室国家林业局树木花卉育种与生物工程重点开放实验室 北京 100083)摘要 RNA 干扰技术(RNA interf erence ,RN A i)是实现基因沉默的有效工具。
近年来,随着分子生物学与生物技术的快速发展,在RNA i 基础上又发展出另一种特异性更高的基因沉默技术)a m i R NA i (a rtif icialm icroRNA i n terf e r ence)。
a m i R NA s 是一类由内源miRN A 前体生成的长21个核苷酸的人工小RNA 分子,它能在不影响其他基因表达的情况下特异地介导单个或多个靶基因高效稳定沉默。
与普通的RNA i 相比,a m i R NA i 具有特异性高、稳定性强和沉默效应可预见等优点。
因而a m i R NA i 可能成为基因功能分析的最有效工具之一,同时a m i R NA i 对于基因负调控研究和应用而言前景广阔。
着重介绍了a m iRN A i 技术的原理、优势及其潜在的应用价值。
关键词 a m i R NA i m i R NA si R NA 基因沉默中图分类号 Q756收稿日期:2010-03-23 修回日期:2010-05-12*国家/8630计划(2009AA10Z107)、教育部重点项目(108017)、国家林业局项目(2006-4-72,LY-09-02)资助项目**,:m在过去10年中,RNA i 已被广泛应用于基因敲除的研究[1],其作用机制是由互补的内源或外源RNA 形成的双链RNA 诱发基因沉默。
双链RNA 经RNase III 中Dicer 或Dicer -like(DCL)酶加工后形成长20-26nt 的小RNA(s mall RNA,s RNA)。
MicroRNA及其在肾肿瘤中的研究现状及前景何昊玮;董杰;葛京平【摘要】MicroRNA(miRNA)是大小为19 ～25个核苷酸的单链非编码小分子RNA,在基因的转录和翻译水平进行调控.近期的研究发现,miRNA在细胞分化、增殖、凋亡等生物进程中均起到重要的作用.在多种人类肿瘤中均发现miRNA的表达异常,特定miRNA的异常表达与缺氧、上皮间质变等肾肿瘤关键发病机制密切相关.miRNA将会是肾肿瘤可能的重要标志物,对肾肿瘤的治疗具有重要意义.%MicroRNAs( miRNA )are non-protein-coding short single stranded RNAs with the size range of 19-25 nucleotides associated with gene regulation at the transcriptional and translational level. Kecent studies have proved that miRNAs play important roles in a large number of biological processes, including cellular differentiation,proliferation , apoptosis, etc. . Changes in their expression were found in a variety of human cancers. Specific miRNAs alterations were associated with key pathogenetic mechanisms of renal cell carcinoma like hypoxia or epithelial-mesenchymal transition. miRNAs potential to serve as a powerful biomarker of renal cell carcinoma,is of great significance for the treatment.【期刊名称】《医学综述》【年(卷),期】2013(019)004【总页数】4页(P640-643)【关键词】MicroRNA;肾肿瘤;癌基因;调控;基因表达谱【作者】何昊玮;董杰;葛京平【作者单位】第二军医大学南京临床医学院,南京军区南京总医院泌尿外科,南京,210002;第二军医大学南京临床医学院,南京军区南京总医院泌尿外科,南京,210002;第二军医大学南京临床医学院,南京军区南京总医院泌尿外科,南京,210002【正文语种】中文【中图分类】R737.11MicroRNA(miRNA)是长度为19～22个核苷酸的非编码RNA，最初于1993年由Lee等［1］在研究秀丽隐杆线虫时所发现。
胃癌发生、发展和治疗相关microRNAs及其作用靶点的研究进展郭梦舟;崔越宏;刘天舒【摘要】MicroRNAs( miRNAs)are a family of endogenous noncoding small RNA molecules that are approximately 20 nucleotides in length. Aberrant expression or dysfunction of miRNAs and subsequent dysregulation of their target genes might be involved in the occurrence and developmentof various cancers. Gastric cancer is a leading malignant disease worldwide. Recent studies have shown that some miRNAs are closely associated with the proliferation,migration,invasion, apoptosis and chemosensitivity of gastric cancer cells by regulating their target genes. Advances in study on gastric cancer-related miRNAs,their target genes,and the use of miRNAs-targeted therapy in gastric cancer were reviewed in thisarticle.%MicroRNAs（ miRNAs）是一类长约20个核苷酸的内源性非编码小分子RNA，其表达紊乱或功能异常可导致其靶基因调节异常，从而参与肿瘤发生、发展。
miRNA介导的DNA甲基化研究进展摘要：microRNAs（miRNAs）是一种小的，转录后调控因子[1,2,3]。
由高等真核生物基因组编码，miRNA通过和靶基因mRNA碱基配对引导沉默复合体（RISC）降解mRNA或阻碍其翻译。
miRNAs在物种进化中相当保守，在植物、动物和真菌中发现的miRNAs只在特定的组织和发育阶段表达，miRNA组织特异性和时序性，决定组织和细胞的功能特异性，表明miRNA在细胞生长和发育过程的调节过程中起多种作用。
1. miRNA原理miRNA基因通常是在核内由RNA聚合酶II(polII)转录的[4,5,6,7]，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。
pri-miRNA在核酸酶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。
RAN–GTP和exportin 5将pre-miRNA输送到细胞质中。
随后，另一个核酸酶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沉默复合体(RISC)复合体中，其中一条成熟的单链miRNA保留在这一复合体中。
成熟的miRNA结合到与其互补的mRNA的位点通过碱基配对调控基因表达。
与靶mRNA不完全互补的miRNA在蛋白质翻译水平上抑制其表达（哺乳动物中比较普遍）。
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(在植物中比较常见)。
通过这种机制作用的miRNAs的结合位点通常都在mRNA的编码区或开放阅读框中。
每个miRNA可以有多个靶基因，而几个miRNAs也可以调节同一个基因。
这种复杂的调节网络既可以通过一个miRNA来调控多个基因的表达，也可以通过几个miRNAs的组合来精细调控某个基因的表达。
随着miRNA调控基因表达的研究的逐步深入，将帮助我们理解高等真核生物的基因组的复杂性和复杂的基因表达调控网络。
目前只有一小部分miRNAs生物学功能得到阐明。
由于miRNA的大量存在和深远潜力，miRNA发挥着多种多样的生理功能，从细胞分化，增殖，凋亡[8]，对内分泌系统[9,10]，造血[11]，脂肪代谢[12]，形态建成[13]。
MiRNA显示出基因表达的组织特异性[14]，反映了细胞表型的多样性，因此在组织分化和维持中也发挥重要作用[15,16]。
2. miRNA特点：广泛存在于真核生物中，是一组不编码蛋白质的短序列RNA，它本身不具有开放阅读框架(ORF) ；通常的长度为20~24 nt ，但在3′端可以有1~2 个碱基的长度变化；成熟的miRNA 5′端有一磷酸基团, 3′端为羟基,，这一特点使它与大多数寡核苷酸和功能RNA的降解片段区别开来；多数miRNA还具有高度保守性、时序性和组织特异性。
3. miRNA与DNA甲基化：目前，研究的最为广泛的是siRNA介导的DNA甲基化，关于miRNA介导的DNA甲基化研究才刚刚起步。
在表观遗传学研究中，小分子RNAs（Short interfering RNAs，siRNAs）可以引导DNA甲基化，以及异染色质组蛋白修饰，导致序列特异性转录基因沉默。
这一路径称为RNA介导的DNA甲基化路径（RNA-directed DNA methylation，简称RdDM）。
朱健康及其实验室的研究人员鉴定了一个RdDM的效应器（RdDM effector），KTF1。
KTF1发生功能性丧失的突变会导致DNA甲基化程度变小，并释放出沉默RdDM转座子的siRNA，促进沉默RdDM路径。
KTF1与转录延伸因子（transcription elongation factor）SPT5相似，其C端富含GWWG重复序列。
KTF1与ARGONAUTE4（AGO4）一起定位在核心位置，并与AGO4和RNA转录因子结合。
研究结果表明，KTF1是一个衔接蛋白，它同时链接AGO4和Pol V产生的转录因子网路，AGO4结合到siRNA，以上的分子结合在一起形成RdDM效应复合物。
这种复合效应器的特征是具有双重的结合作用，同时结合AGO4和转录因子[17]。
miRNA与siRNA相似，它们是调控基因转录后调节的重要因子。
siRNA的沉默基因的机制十分清晰，然而，microRNA的转录后调控机制却不十分清晰。
2010年第一期CELL刊登了最新的miRNA研究进展，是关于microRNA对基因表达的转录调控研究。
两位Feiburg大学教授带领的科研小组以小立碗藓（Moss Physcomitrella patens）植物为模型，研究DICER-LIKE1基因对microRNA生物合成和生物功能的控制机制[18]。
研究发现小立碗藓模型中DICER-LIKE1a促进microRNA成熟，其后通过DICER-LIKE1b蛋白控制microRNA的靶位调控作用。
一旦DICER-LIKE1b蛋白发生突变，编码microRNA靶位点的基因则被甲基化最后导致基因沉默，这些靶序列的转录率急剧降低。
DICER-LIKE1b蛋白突变加剧miRNA:target-RNA duplexes过程，导致microRNA靶序列超甲基化。
这些生物学过程在激素处理后也可能发生。
因此，研究人员认为，DNA甲基化引起的表观遗传学沉默过程由microRNA调控的靶RNA的转录率决定[18]。
3. 展望：随着分子生物学的不断发展和完善，尽管目前还有诸多的未知因素，相信在不久的将来，关于miRNA介导的DNA甲基化研究将逐渐揭开神秘面纱。
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