RNA干扰

RNA干扰(RNA interference，RNAi)是近年来发现的研究生物体基因表达、调控与功能的一项崭新技术，它利用了由小干扰RNA(small interfering RNA，siRNA)引起的生物细胞内同源基因的特异性沉默(silencing)现象，其本质是siRNA与对应的mRNA特异结合、降解，从而阻止mRNA的翻译。

RNAi是生物进化的结果，是生物体对病毒基因等外源核酸侵入的一种保护性反应。

它普遍存在于各种生物，具有抗病毒、稳定转座子及监控异常表达ｍRNA的生物学功能。

RNA干扰现象不仅能提供一种经济、快捷、高效的抑制基因表达的技术手段，而且有可能在基因功能测定，基因治疗等方面开辟一条新思路。

1 RNAi的历史背景20世纪20年代，人们发现，植物受到野生型病毒感染后，能产生对另一种亲缘关系相近的病毒的抵抗力。

而真正发现双链RNA(dsRNA)能引起基因沉默现象，则在1995年。

当时，Guo和Kemphues用反义RNA技术阻断秀丽新小杆线虫(C.elegans)中parl基因的表达时发现反义RNA具有抑制该基因表达的功能，同时正义RNA也同样出现了类似的抑制效应，实验表明正义RNA和反义RNA均能阻抑基因功能表达，而且两者的作用是相互独立的，机制也各不相同。

1998年，Fire和Mello等人首次发现dsRNA能够特异地抑制C.elegans中的纹状肌细胞unc-22基因的表达，结果发现dsRNA所引起的基因沉默效应要比单单应用反义RNA或正义RNA强十几倍。

而且注射入C.elegans的性腺后，在其第一子代中也诱导出了同样基因的抑制现象，说明在原核生物中，RNAi具有可遗传性。

他们将这一现象称为RNAi。

因为RNAi作用发生在转录后水平，所以又被称为转录后基因沉默(PTGS)或共抑制。

此后，又在果蝇、锥虫、涡虫、无脊椎动物、脊椎动物、植物、真菌、斑马鱼及哺乳动物等真核生物中发现了RNAi现象。

RNA干扰什么是RNA干扰？RNA干扰（RNA interference，简称RNAi）是一种通过特定的RNA分子干扰基因表达的现象。

这种现象最早被发现于植物和线虫中，后来发现在动物中也普遍存在。

RNA干扰通过介导mRNA的降解或抑制转录来实现靶向基因的沉默。

RNA干扰的机制主要是通过一种特殊的小RNA分子，称为干扰RNA（small interfering RNA，siRNA）或小干扰RNA （short interfering RNA，shRNA）。

这些siRNA或shRNA是由外源性或内源性的长双链RNA在细胞内被核酶Dicer切割而成的20-30个碱基的双链RNA分子。

RNA干扰的过程RNA干扰的过程可以分为三个主要步骤：siRNA的产生、siRNA的引物和RNA诱导沉默复合物（RISC）的形成、RISC 介导的mRNA降解或转录抑制。

首先，外源性或内源性的长双链RNA被核酶Dicer切割成20-30个碱基的siRNA。

siRNA由RNA诱导沉默复合物（RISC）捕获，其中的一个链被释放，留下一个导引链和一个剪切链在RISC中。

接下来，导引链将与靶标mRNA互补结合。

RISC将靶标mRNA切割成小片段，导致mRNA的降解或转录抑制。

这种RNA干扰过程可以非常特异地沉默特定的基因表达。

RNA干扰在基因研究中的应用RNA干扰已经成为基础科学研究和功能基因组学研究中广泛应用的工具。

通过沉默特定基因的表达，研究人员可以揭示该基因在生物学过程中的功能，以及该基因对疾病发展的影响。

在细胞水平上，RNA干扰可以用于验证候选基因是否在特定生物途径中起关键作用，或者用于筛选新药物靶点。

研究人员可以通过转染siRNA或shRNA来干扰目标基因，评估其对细胞功能的影响。

在动物模型中，RNA干扰可以用于研究特定基因的作用。

通过通过siRNA或shRNA直接注射进入动物体内，可以沉默目标基因的表达，并观察动物表型的变化。

rna干扰的名词解释RNA干扰：探索基因调控的新领域近年来，一个名词在生物学领域频繁出现，它就是“RNA干扰”。

作为一种重要的基因调控机制，RNA干扰在生物学研究中扮演着重要的角色。

本文将带您深入了解RNA干扰的概念、机制和应用。

一、RNA干扰的概念RNA干扰，全称为RNA interference，是一种通过RNA分子调控基因表达的过程。

简而言之，它是一种通过降解或抑制特定基因产物的方式，来调节这些基因表达和功能的现象。

二、RNA干扰的机制1. 小干扰RNA（siRNA）的产生RNA干扰的开始是由于产生小干扰RNA（siRNA）。

当外源的双链RNA （dsRNA）或内源性的转录产物具备一定的结构特征，即能够被核酸内切酶识别并切割，从而形成长度约为20-24核苷酸的小干扰RNA。

2. siRNA的导入产生的siRNA会与RNA诱导复合物（RISC）结合，这个复合体能够识别和结合与siRNA序列互补的mRNA分子。

导入过程确保siRNA与目标mRNA结合，从而催化这些mRNA的降解或抑制翻译。

3. mRNA降解或抑制翻译一旦siRNA与特定mRNA结合，RISC会切割这些mRNA分子，导致它们在细胞内降解。

如果切割发生在编码区，会导致部分或完全的mRNA降解；如果切割发生在非编码区，会引起mRNA的转译抑制，从而阻止蛋白质的合成。

三、RNA干扰的应用1. 基因沉默研究RNA干扰为研究基因功能提供了强有力的工具。

通过选择性地抑制或沉默特定基因，在细胞和生物体中观察这些变化，可以揭示基因在发育、分化、疾病等方面的重要作用。

2. 药物研发RNA干扰技术为药物研发提供了新途径。

通过利用siRNA特异地靶向基因表达，可以高效地减少特定蛋白质的产生，从而对许多疾病进行治疗。

例如，肝癌、糖尿病和病毒感染等疾病的治疗已经取得了一定的成功。

3. 农业和食品安全RNA干扰不仅在医学领域应用广泛，也在农业和食品安全领域有着巨大潜力。

RNA干扰及其机制
RNA干扰是一种新型的基因表达调控机制，它可以通过调节基因间的相互作用，实现基因的表达调控。

RNA干扰技术包括很多不同的方法，其中包括siRNA、miRNA和RNA内切酶基因等。

这些技术在生物学中有着广泛的应用，可以用于研究和调控基因表达。

RNA干扰是一种自然调控机制，可以抑制或调节mRNA的表达，从而调节细胞中的基因表达。

最常见的RNA干扰技术是siRNA，它可以靶向特定mRNA的3'末端，促使其形成双链RNA，并最终抑制其功能。

siRNA的抑制机制是通过RNA-RNA互作的形式引起的，它会与特定mRNA结合，形成“siRNA-mRNA”复合物，并最终能够抑制mRNA的转录及翻译的过程，从而使基因表达受到抑制。

miRNA是一种特殊的小RNA分子，可以连接靶向mRNA的3'末端。

它能够通过与mRNA形成“miRNA-mRNA”复合物来调控mRNA的翻译，从而实现基因表达的调节。

虽然miRNA与siRNA的机制相似，但是它的作用原理有一定差异，miRNA通过调节mRNA的翻译来抑制基因表达，而siRNA则会直接破坏目标mRNA。

RNA内切酶基因是一种RNA干扰技术，它能够通过表达一种特殊的内切酶来抑制特定的mRNA。

它的原理是利用内切酶将特定的mRNA切割，从而使得目标基因不能被翻译，最终从而影响基因表达。

rna干扰RNA干扰技术是一种利用RNA分子干扰靶标基因表达的方法，该技术的研究与应用已经广泛扩展到生物学、医学以及生物技术领域。

本文将介绍RNA干扰技术的原理、应用和未来发展前景。

RNA干扰（RNA interference，简称RNAi）是由RNA介导的靶向基因沉默的一种机制。

它最早在植物中被发现，后来也被发现在动物细胞中广泛存在。

RNA干扰通过靶向性介导的方法，降低或抑制特定基因的表达，从而实现对基因功能的研究和调控。

RNA干扰的基本原理是双链RNA（dsRNA）通过酶切分解为20-25个碱基对长的小干扰RNA（small interfering RNA，简称siRNA）。

siRNA与RNA诱导静默复合体（RNA-induced silencing complex，简称RISC）结合，将其中一条链引导到靶标mRNA上，并通过与该mRNA互补配对，发挥沉默作用。

引导链与靶标mRNA形成稳定的双链结构，进而被RISC酶降解，从而阻断了该mRNA的翻译过程或引起其降解。

通过RNA干扰技术，可以特异性地沉默特定基因的表达。

RNA干扰技术的应用非常广泛。

首先，它被广泛应用于基因功能研究。

通过对单个基因进行沉默，可以直接观察到其对细胞及生物体的影响，从而揭示其在生物过程中的作用。

其次，RNA干扰技术也可以用于治疗疾病。

对于一些基因异常表达导致疾病的情况，通过RNA干扰技术恢复正常的基因表达，可以有望治疗相关疾病。

此外，RNA干扰技术还可以用于抗病毒研究、农业作物改良等领域。

在临床应用方面，RNA干扰技术已取得了一些重要的突破。

例如，目前已经有一些RNA干扰基因药物进入了临床试验阶段。

这些基因药物通过RNA干扰技术沉默与疾病相关的靶标基因，为患者治疗提供了新的选择。

此外，RNA干扰技术还可以用于个体化医学，根据患者基因的特点制定个体化的治疗方案，提高治疗的效果。

然而，RNA干扰技术仍然面临一些挑战和限制。

RNA干扰与基因沉默的分子机制RNA干扰（RNA interference，RNAi）是一种由具有特定序列的双链RNA分子介导的基因沉默机制。

它在生物体内起着重要的调控基因表达的作用。

本文将探讨RNA干扰的分子机制，以及它与基因沉默之间的关系。

一、RNA干扰的发现和原理RNA干扰最早是由安德鲁·法耶和克雷格·米洛在1990年代中期发现的。

他们发现在尼蔺的体内注射双链RNA后，对于相应基因的表达发生了沉默。

这一发现揭示了RNA干扰的存在，并引起了全球科学界的广泛兴趣与研究。

RNA干扰的基本原理是通过特定的酶将双链RNA分子剪切成短小的小分子RNA（small RNA，sRNA），然后将其与RNA识别蛋白复合体形成RNA诱导沉默复合体（RISC）。

RISC能够识别并与相应的mRNA结合，进而导致靶基因的沉默。

二、RNA干扰的类型根据RNA干扰发生的位置和机制的不同，可以将其分为两种主要类型：小干扰RNA介导的RNA干扰（small interfering RNA-mediated RNA interference，siRNA-mediated RNAi）和微小RNA介导的RNA干扰（microRNA-mediated RNA interference，miRNA-mediated RNAi）。

1. siRNA介导的RNA干扰siRNA是由外源双链RNA（如病毒RNA）或内源非编码RNA（如LTR、剪接RNA等）在细胞内经过特定酶的作用而生成的。

siRNA的一条链被剪切成21-23个核苷酸的小片段，形成活性RNA双链（active RNA duplex）。

这个双链RNA具有与靶基因mRNA互补的序列，能够与之杂交并引起基因表达的沉默。

2. miRNA介导的RNA干扰miRNA是一类内源的、长度约为21-24个核苷酸的非编码RNA，它们通过与RISC复合体结合，调节细胞内多种基因的表达。

RNA干扰RNA干扰（RNA interference, RNAi）是指在进化过程中高度保守的、由双链RNA（double-stranded RNA，dsRNA）诱发的、同源mRNA高效特异性降解的现象。

由双链RNA(doublestrandedRNAs，dsRNAs)引发的植物RNA沉默，主要有转录水平的基因沉默(TGS)和转录后水平的基因沉默(PTGS)两类:TGS是指由于DNA修饰或染色体异染色质化等原因使基因不能正常转录;PTGS是启动了细胞质内靶mRNA序列特异性的降解机制。

有时转基因会同时导致TGS和PTGS。

由于使用RNAi技术可以特异性剔除或关闭特定基因的表达，（长度超过三十的dsRNA会引起干扰素毒性）所以该技术已被广泛用于探索基因功能和传染性疾病及恶性肿瘤的治疗领域。

RNAi是在研究秀丽新小杆线虫（C. elegans）反义RNA（antisense RNA）的过程1.作用机制病毒基因、人工转入基因、转座子等外源性基因随机整合到宿主细胞基因组内，并利用宿主细胞进行转录时，常产生一些dsRNA。

宿主细胞对这些dsRNA迅即产生反应，其胞质中的核酸内切酶Dicer将dsRNA切割成多个具有特定长度和结构的小片段RNA（大约21～23 bp），即siRNA。

siRNA在细胞内RNA解旋酶的作用下解链成正义链和反义链，继之由反义siRNA再与体内一些酶（包括内切酶、外切酶、解旋酶等）结合形成RNA诱导的沉默复合物（RNA-induced silencing complex，RISC)。

RISC与外源性基因表达的mRNA的同源区进行特异性结合，RISC具有核酸酶的功能，在结合部位切割mRNA，切割位点即是与siRNA中反义链互补结合的两端。

被切割后的断裂mRNA随即降解，从而诱发宿主细胞针对这些mRNA的降解反应。

siRNA不仅能引导RISC切割同源单链mRNA，而且可作为引物与靶RNA 结合并在RNA聚合酶(RNA-dependent RNA polymerase，RdRP）作用下合成更多新的dsRNA，新合成的dsRNA再由Dicer切割产生大量的次级siRNA，从而使RNAi 的作用进一步放大，最终将靶mRNA完全降解。

RNA干扰的原理及应用1. RNA干扰的原理RNA干扰（RNA interference，RNAi）是一种基因沉默现象，通过介导转录本的降解或抑制翻译来调节基因表达。

它首次被发现于线虫Caenorhabditis elegans 中，随后发现在多种生物中广泛存在，并在生物学研究和生物医学领域得到广泛应用。

RNA干扰包括两个重要的过程：siRNA调控和miRNA调控。

在siRNA调控中，外源性的双链小干扰RNA (siRNA)通过RISC（RNA-诱导的沉默复合体）的介导将小干扰RNA的一个链进行降解，将另一链引导到靶mRNA上，产生相应的RNAi现象。

在miRNA调控中，内源性的miRNA通过RISC的介导将靶mRNA进行降解，抑制其翻译。

2. RNA干扰的应用RNA干扰技术在生物学研究和生物医学领域有着广泛的应用，主要包括以下几个方面：2.1 功能基因组学研究通过RNA干扰技术，可以选择性地沉默某个特定基因，在细胞或生物体内进行功能研究。

通过观察沉默基因后的表型改变，可以揭示该基因在生物学过程中的功能和调控机制。

这为研究基因功能和生物途径提供了一种方便有效的方法。

2.2 新药研发RNA干扰技术可以用于筛选和鉴定关键基因，从而发现新的药物靶点。

通过沉默某些特定基因，可以评估其对细胞过程或病理过程的贡献，并筛选出具有治疗潜力的药物靶点。

此外，通过RNA干扰还可以对已知靶点进行有效的验证和确认。

2.3 治疗基因相关疾病RNA干扰技术在治疗基因相关疾病方面具有巨大的潜力。

通过针对特定疾病相关基因的RNA干扰，可以抑制目标基因的表达，从而治疗相关疾病。

例如，通过靶向HIV的RNA干扰药物已被用于治疗艾滋病。

2.4 农业生物技术RNA干扰技术在农业领域中的应用也非常广泛。

通过沉默特定的基因，可以改良植物的性状，提高产量和抗逆性。

此外，RNA干扰还可以用于抑制害虫的基因表达，从而控制害虫的数量，降低农药使用，保护环境。

RNA干扰名词解释RNA干扰（RNA interference, RNAi）是一种在基因表达调控过程中起关键作用的现象，也是一种常用的实验技术。

RNA干扰是指通过引入外源双链RNA（dsRNA），使其与特定的目标RNA序列产生互补配对，从而导致目标RNA降解或抑制其翻译的过程。

RNA干扰分为内源性RNA干扰和外源性RNA干扰。

内源性RNA干扰是生物体自身具备的一种防御机制，通过特定的酶（Dicer和Argonaute等）将dsRNA切割成长度约为21-25个核苷酸的小分子siRNA（小干扰RNA），然后与Argonaute蛋白结合形成RNA-诱导沉默复合物（RISC），通过互补配对特异性地降解目标mRNA或抑制其翻译。

外源性RNA干扰则是通过外源方法将dsRNA或人工合成的siRNA导入细胞内，引发类似的干扰效应。

RNA干扰在生物学研究中广泛应用。

通过选择合适的dsRNA序列，可以针对特定基因进行干扰，研究该基因的功能和调控机制。

通过抑制目标基因的表达，可以研究其对生物体或细胞的功能影响，验证其在生命过程中的重要性。

此外，RNA干扰还可以用于筛选基因库，寻找参与特定生理过程的新基因，或在疾病治疗中靶向抑制特定基因的表达。

RNA干扰技术的应用还包括在植物和动物遗传改良中。

通过选择性地抑制目标基因的表达，可以引起特定性状的变化，例如提高作物产量、增强抗病性等。

此外，RNA干扰还可以用于治疗疾病，例如通过沉默特定基因来治疗癌症、病毒感染等。

虽然RNA干扰技术有着广泛的应用前景，但也存在一些限制。

首先，由于dsRNA的特异性是通过互补配对实现的，因此如果引入的dsRNA序列与其他靶标RNA序列存在部分相似性，也可能对其产生干扰，导致误识别和副作用。

其次，外源性RNA干扰技术在某些细胞类型和生物体中的效率较低，对于特定的细胞类型和生物体，可能需要进行优化和改进。

综上所述，RNA干扰是一种重要的基因表达调控机制，并且具有广泛的应用潜力。

RNA 干扰(RNA interference , RNAi )是存在于真核细胞内的一种自我保护现象,既能对抗如病毒基因或人工转入基因所表达的mRNA 等外源基因的侵害, 又能降解自身异常基因产生的mRNA。

RNA 干扰主要发生在基因转录后,即mRNA 的修饰或翻译水平上,具有特异、高效和持久的特点,适用于后基因组时代未知功能基因的分析, 也为临床上特异性的基因干预治疗开辟了一条通路。

RNAi在哺乳动物细胞中有两种作用机制：一种是大于30 nt的长双链RNA（dsRNA）产生的广泛的、非特异性效应。

其机制可能是激活了细胞内的蛋白激酶R和RNA酶L，从而导致了非特异性的细胞凋亡。

另一种是21～23 nt的短双链RNA（siRNA）产生的相对具体的、特异性效应。

目前，RNAi在抗病毒及肿瘤中的研究主要集中在siRNA产生的特异性效应。

下面主要介绍siRNA的作用机制。

siRNA的作用机制目前尚未完全阐明，但已基本达成共识，即①dsRNA在细胞内与DICER酶（一种RNAaseIII家族中特异性识别dsRNA的酶）结合，随即被分割成21～23个核苷酸的短链dsRNA，在这个过程中需要ATP的参与。

②分割下来的短链dsRNA 即为siRNA，它是RNAi的起始诱导物，与DICER酶形成RNA引导的沉默复合体（RISC），此时RISC无活性，随后，siRNA经历一个依赖ATP的解双链过程激活RISC［2］。

③siRNA 特异性地识别靶基因转录的mRNA，并引导RISC结合mRNA，RISC中的DICER酶将mRNA切割成21～23个核苷酸片段，此后mRNA被逐步降解，导致不能进行翻译过程，从而引起目的基因沉默，抑制靶基因的表达。

④新产生的dsRNA（siRNA）可继续形成RISC 复合物进入新一轮RNAi的循环，产生正反馈效应。

这一过程需在RNA依赖RNA聚合酶（RdRP）的条件下进行。

除上述机制外，转基因真核生物dsRNA 还可引起相应基因的甲基化，促使异常RNA产生，最终导致基因沉默。

什么是RNA干预或RNA干扰（RNA interference，RNAi）？一、定义RNA干预或RNA干扰（RNA interference，RNAi）作为一种生物学现象，它是由双链RNA（dsRNA）介导的由特定酶参与的特异性基因沉默现象，它在转录水平、转录后水平和翻译水平上阻断基因的表达。

可以对内源mRNA，也可以对外源mRNA为降解目标，这种基因沉默现象是一种核苷酸序列特异性的自我防御机制。

当外源基因导入或病毒入侵后，细胞中与转基因或入侵病毒RNA同源的基因发生共同基因沉默的现象。

二、发现1995年，康奈尔大学的Su Guo博士用反义RNA阻断线虫基因表达的试验中发现，反义和正义RNA都阻断了基因的表达。

1998年，Andrew Fire的研究证明正起作用的是双链RNA。

这些双链RNA是体外转录正义RNA时生成的。

这种双链RNA对基因表达的阻断作用被称为RNA干预或干扰。

随后的研究中发现，RNAi现象广泛存在于真核生物体内，可用来抵御病毒的感染，阻断转座子的作用。

RNAi目前作为一种应用广泛的生物研究技术和生物工程技术，具有多方面的用途。

三、作用机理细胞利用Dicer酶（参与RNAi反应的Dicer酶为RNA酶Ⅲ家族的一个成员，它能切割双链RNA，Dicer酶包括一个螺旋酶结构域，两个RNA酶Ⅲ结构域，一个双链RNA结合位点。

）将双链RNA切割裂解成21到23个核苷酸的片断，称为短干预或短干扰RNA（short interference RNA，siRNA）或微RNA（microRNA）。

外源dsRNA或内源pre-miRNA可被Dicer酶加工并掺入到RNA诱导的沉默复合体（RNA-induced silencing complex，RISC），使mRNA分子引发翻译阻遏（translational repression）。

外源dsRNA或内源pre-miRNA掺入到RNA诱导的转录沉默复合体（RNA-induced transcriptional silencing complex，RITS）中会诱导基因组保持活性如组蛋白甲基化（histone methylation）和染色质重组织（chromatin reorganization）。