起调控作用的RNA
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RNA的功能与调控在细胞中,RNA(核糖核酸)作为一类重要的生物大分子,具有多种功能和调控机制。
不同类型的RNA在细胞内扮演着不同的角色,参与到基因表达调控、蛋白质合成、细胞信号传导等重要生物过程中。
本文将阐述RNA的功能和调控机制,以及其在生物学研究和临床应用中的重要性。
1. RNA的功能1.1. 转录功能RNA的主要功能之一是作为转录产物承载和传递基因信息。
RNA分子通过与DNA模板链互补配对,由RNA聚合酶将DNA序列转录成RNA序列,并在细胞质内进一步翻译成蛋白质。
这一过程被称为转录,是基因表达的第一步。
1.2. 转运功能在真核生物中,成熟的mRNA分子通过与运送蛋白结合形成mRNA-运送蛋白复合体,通过核孔复合体从细胞核中转运至细胞质,为蛋白质的合成提供基因信息。
这一过程被称为mRNA的转运。
1.3. 翻译功能tRNA和rRNA是细胞中负责翻译的RNA分子。
tRNA通过与mRNA的密码子互补配对,将氨基酸递送到正在合成的蛋白质链上,参与蛋白质链的延伸;rRNA是构成核糖体的一部分,与蛋白质共同构成翻译机器,将mRNA的信息翻译成相应的蛋白质。
2. RNA的调控2.1. 转录调控RNA调控在基因表达调控中发挥重要作用。
通过转录因子与DNA的结合,可调控RNA聚合酶与启动子的相互作用,进而促进或抑制基因的转录。
此外,某些小分子RNA(如siRNA和miRNA)也可以通过与mRNA分子互补配对的方式,直接抑制基因的转录和翻译过程,从而实现基因的调控。
2.2. RNA修饰RNA修饰是指在RNA分子中加入化学修饰基团,从而改变RNA的稳定性、结构和功能。
RNA修饰具有多种类型,如磷酸化、脱甲基化等。
这些修饰可以影响RNA的转运、翻译过程,进而调控基因表达。
2.3. 转移RNA转移RNA(mRNA)是一类功能多样的小RNA分子。
它们通过与其他RNA分子或蛋白质结合,参与到基因表达调控、细胞信号传导、病毒感染等生物过程中。
分子生物学知识:小RNA的结构和功能及其在调控基因表达中的作用小RNA是一种短小的RNA分子,通常由20-30个核苷酸组成。
小RNA种类繁多,主要包括siRNA、miRNA、piRNA、tiRNA、srRNA等。
这些小RNA在生命活动中发挥着重要的调控功能,特别是在基因表达调控中的作用尤为显著。
一、小RNA的结构和功能小RNA的结构非常精巧。
以miRNA为例,它是由一条链组成的,具有一段3’端的非反义序列和一段5’端的反义序列。
这两端序列中间还有一个短暂的“环”结构。
miRNA经过一系列复杂的加工和修饰后,最终成熟为约22个核苷酸的小RNA分子。
小RNA具有很强的特异性,可以与mRNA上的互补序列结合并靶向调控基因表达。
小RNA在生命活动中发挥着重要的调控功能。
siRNA是一种具有致命性的RNA,可以介导RNA干扰(RNAi)过程中的靶向剪切。
miRNA则主要参与mRNA的翻译后调控,可以靶向降解mRNA或抑制其翻译。
piRNA则主要参与转座子、跳跃子的抑制等重要生命调控过程。
srRNA则参与基因组的稳定性的维护。
这些小RNA种类不同,但都在基因表达调控中发挥着重要的作用。
二、小RNA在基因表达调控中的作用小RNA在基因表达调控中具有多种作用方式。
它们通过不同的途径,影响着基因表达的水平和稳定性。
下面我们详细解析小RNA在基因表达调控中的作用:1、miRNA靶向降解mRNAmiRNA可以通过靶向结合到mRNA上的互补序列,使得该mRNA被降解。
这是一种非常有效的靶向调控方式。
一般情况下,miRNA与mRNA 的反义序列并不完全互补,而是存在一定的错配。
这种错配可以使得miRNA和mRNA形成局部或全局互补结合,并介导核酸内切酶产生“半导体”切割的效果,最终导致mRNA的降解。
这种方式被称为“miRNA 靶向降解mRNA”,可以有效地降低该基因的转录水平,从而影响基因表达的水平。
2、miRNA抑制mRNA的翻译miRNA可以通过结合到mRNA上的互补序列,特别是mRNA的5’端非翻译区和3’端非翻译区,抑制mRNA的翻译。
siRNA的名词解释siRNA(short interfering RNA),也称为短干扰RNA,是一种短小的双链RNA分子,通常由21到23个碱基对组成。
与其它类型的RNA分子不同,siRNA在细胞内发挥着关键的调控作用。
在过去的几十年里,科学家对siRNA进行了广泛的研究,并且已经发现了许多关于siRNA的重要发现。
1. siRNA的发现和起源siRNA最早是在1998年由美国的科学家发现的。
当时,他们发现引入双链RNA分子到寄生虫的细胞中,能够抑制特定基因的表达。
这个发现引起了科学界的广泛关注,并且开创了RNA干扰研究的新领域。
之后的研究表明,siRNA并不仅存在于寄生虫中,而且在许多其他的生物中也有广泛存在。
这些研究揭示了siRNA起源的普遍性和重要性。
2. siRNA的作用机制siRNA发挥作用的机制可以分为两个阶段:siRNA的合成和siRNA的靶向降解。
首先,siRNA通过一个复杂的合成过程来产生。
通常,siRNA是由一种酶(Dicer 酶)切割长的双链RNA前体,形成短双链RNA。
然后,短双链RNA被一个蛋白质复合体(RNA诱导沉默复合体)识别。
该复合体将siRNA中的其中一个链条加载到复合体中,并将其用作导向靶标基因降解的模板。
一旦siRNA和复合体形成,它们会与目标mRNA相互作用。
通常情况下,siRNA与mRNA的特定部位产生互补配对,形成siRNA-mRNA复合体。
这个复合体随后会被其他蛋白质复合体(RNase H和Exonuclease)识别和降解,以此来抑制目标mRNA的翻译和功能。
通过这种机制,siRNA能够选择性地沉默或抑制目标基因的表达。
这使得siRNA成为一种非常有潜力的生物分子工具,在基因功能研究、疾病治疗和生物技术应用等方面有着广泛的应用前景。
3. siRNA在基因功能研究中的应用由于siRNA能够有效地沉默特定基因,它被广泛应用于基因功能研究中。
科学家可以设计并合成特定的siRNA分子,用于沉默感兴趣的基因。
调节性 RNA 的研究进展调节性RNA是一类不编码蛋白质的RNA分子,它们调节基因表达的水平和模式。
调节性RNA包括许多不同类型的RNA,如小核RNA、长非编码RNA和microRNA等。
这些RNA分子可以控制基因表达的这个过程,使细胞能够响应内部和外部信号,从而维持正常的生理功能和适应环境变化。
长非编码RNA (lncRNAs) 是近些年来研究的热点。
合成的大量数据表明lncRNAs主要有传递、维持和调控信号、与染色质重塑、与转录调控、与基因剪切和转录后修饰等参数有关。
研究表明,长链非编码RNA还具有多种功能,如调节基因表达和蛋白质翻译、染色体构象及细胞周期等。
此外,与许多人类疾病的发生发展密切相关,如癌症、老年性疾病和神经系统疾病等。
因此,对lncRNAs的研究是生命科学研究的一个重要方向。
而microRNAs是一类小分子RNA,一般在22-25个碱基左右,最初发现于线虫中。
microRNAs参与了调节基因表达、蛋白质合成等重要功能,使得微小 RNA研究成为基础和应用研究领域中重要热点之一。
在细胞中,microRNAs可以与其它细胞成分结合,如核糖核酸酶、免疫结构和细胞膜等,这样microRNAs就可以发挥出它的多种生物学功能。
例如,microRNAs可通过RNA干扰调节基因的表达。
在人类疾病的预后研究方面,microRNA是非常有潜力的生物标记物,因为它们在癌症、心血管疾病、糖尿病、神经系统疾病等方面发挥重要的作用。
除了lncRNAs和microRNAs,siRNAs也是调节性RNA的一种,也是在RNA干扰中发挥重要作用的小RNA(20-25bp),它们与一些蛋白(如RISC和Dicer)结合后,促进RNA的降解。
siRNAs在对抗病毒方面发挥了至关重要的作用,它们可以抑制病毒基因的表达,从而保护细胞免受病毒感染。
近年来的研究表明,调节性RNA在维持正常细胞功能和调节细胞分化、增殖和凋亡方面发挥非常重要的作用。
非编码RNA在基因调控中的作用一、前言从很早开始,人们已经知道RNA是DNA信息的转录产物,但长期以来人们一直认为RNA主要是作为蛋白质合成中的中介分子,直到1994年人们才慢慢地意识到RNA还能起到一个重要的作用,即:基因调控。
而在基因调控中,非编码RNA(non-coding RNA)更是展示了它的重要性。
二、基因调控的定义和分类基因调控(gene regulation)是指细胞对基因进行调整、组合和表达,使得细胞在不同时期和环境下,都能产生合适的分子和细胞结构以维持生物体内平衡。
基因调控可分为转录前调控和转录后调控。
1. 转录前调控:是指在基因转录过程中,调控转录因子的结合和启动子的置换,从而影响结构基因的转录。
2. 转录后调控:是指对RNA转录后的加工和稳定性进行调控,影响RNA的翻译和降解等过程。
三、非编码RNA在基因调控中的作用目前发现的非编码RNA主要有长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)、微小RNA(miRNA)和piwiRNA等。
下面分别介绍它们在基因调控中的作用。
1. 长链非编码RNA(lncRNA)长链非编码RNA是指长度大于200 nt而不能翻译成蛋白质的RNA分子。
它们广泛存在于人类和其他生物体内,能参与多种生物过程,如细胞分化、凋亡、增殖和肿瘤进程等。
长链非编码RNA可以调控基因的转录和翻译,并与转录因子、染色质和DNA 序列等相互作用发挥作用,因此在核质转录调控中具有重要意义。
2. 微小RNA(miRNA)微小RNA是指一种长度约为21-25 nt、不能翻译为蛋白质的RNA分子,它们能针对靶基因的mRNA序列,在翻译前或后通过亚基辅助其他蛋白酶调控靶基因mRNA的翻译和降解,并对基因表达起到负向调控的效果。
因此,微小RNA在调控组织发育、生长、代谢和免疫等生理过程中都起着至关重要的作用。
3. piwiRNApiwiRNA是一类长度为24-31 nt的小RNA分子,主要表达在生殖细胞中,能调控胚胎干细胞,基因转录,剪切、剪接和拼合,并维持基因组的稳定性,基因编码的RNA的转录后和翻译的调控等方面具有重要作用。
RNA的功能与调控RNA(Ribonucleic acid,核糖核酸)是一种存在于细胞中的核酸分子,它在生物体内起着重要的功能与调控作用。
在这篇文章中,我们将探讨RNA的功能和调控机制。
一、RNA的功能1.1 转录与翻译转录是指在DNA模板的指导下,RNA合成的过程。
在这一过程中,DNA的双链在启动子区域被解开,RNA聚合酶沿着DNA模板合成RNA链。
RNA合成完成后,RNA会进一步参与到蛋白质合成的过程中。
翻译是指在转录完成后,mRNA(信使RNA)通过与核糖体结合,将蛋白质合成所需的信息转化为蛋白质序列的过程。
这一过程中,tRNA(转运RNA)将氨基酸逐个带来,mRNA上的密码子与tRNA上的抗密码子互补配对,从而使蛋白质逐渐合成。
1.2 miRNA调控基因表达miRNA(microRNA)是一类长度约为20-25个核苷酸的小RNA分子。
miRNA通过与mRNA靶点的互补配对,导致靶点mRNA的降解或抑制其转译的过程。
这样一来,miRNA可以调控基因的表达水平,从而影响细胞的生理与病理过程。
1.3 RNA干扰RNA干扰(RNA interference, RNAi)是一种通过RNA分子干扰目的基因表达的技术。
RNAi分为内源性RNA干扰和外源性RNA干扰两种形式。
内源性RNA干扰指的是细胞内产生的siRNA(small interfering RNA)或miRNA通过靶向特定的mRNA,使其发生降解或抑制转译的过程。
外源性RNA干扰则是通过将外源性的siRNA导入细胞中,通过靶向特定的mRNA进行调控。
二、RNA的调控2.1 转录调控在细胞中,转录调控是通过转录因子的结合来控制基因的表达水平。
转录因子可以与DNA结合,阻碍或促进RNA聚合酶的结合,从而决定基因是否转录成RNA。
这个过程中,转录因子可以通过活化或抑制转录的方式来调控RNA的合成。
2.2 RNA修饰RNA修饰是指在RNA合成完成后,通过加酶或酶解等方式,对RNA分子进行特定的修饰。
小RNA在调控基因表达中的作用基因表达是细胞在不同的环境条件下能够根据需要生产所需蛋白质的过程。
这种调控过程在生命体中起着至关重要的作用,因为它直接关系到了生命体的生物学功能。
小RNA,一类长约20-30个核苷酸的RNA分子,被广泛认为在基因表达调控中发挥了重要作用。
本文将着重介绍小RNA在调控基因表达方面的作用。
小RNA分类及其作用小RNA主要分为三类:siRNA, miRNA和piRNA.siRNA(short interfering RNA)是由双链RNAs经核酸酶切割产生,可与靶向蛋白配合,使靶蛋白的产生停止。
siRNA在抗病毒防御作用中发挥着重要作用。
siRNA分子通过调控mRNA和基因转录来实现这种保护作用。
siRNA分子的发现研究是RNA干涉技术发展中的一个重要里程碑。
miRNA(microRNA)是由近期发现的一种小分子RNA 短切分子,它是由具有发育、凋亡、生物钟等多个生物学过程调节作用的基因编码而来的。
miRNA分子可以在某些情况下抑制mRNA的翻译,从而调节特定基因的表达。
miRNA的作用已被发现与肿瘤或其他重要的生物学过程的调节有关。
piRNA(Piwi-interacting RNA)与miRNA类似,也是由20-30个核苷酸组成的小RNA。
piRNA被认为在靶向拷贝移动DNA元素方面发挥重要作用。
piRNA的发现和研究推动了对广泛存在于生命体中的转座子和锚基因的研究,并加深了对遗传变异的理解。
小RNA的表观调控的作用小RNA的表观调控作用显示在多种场景中,包括编码蛋白质的基因(mRNA),基因的甲基化水平表达等。
这些调控影响了基因的转录和翻译,在许多重要的生物进程中都发挥了重要作用。
小RNA的发现和研究在这些精细的调控机制中已经发挥了一定的作用。
表观调控是蛋白质以外的机制,调控DNA复制和RNA转录过程。
它通过特殊的分子途径在DNA和蛋白质之间形成了一种支持关系。
这种关系涉及到了基因表达和细胞分化过程。
RNA的功能与调控机制RNA(核糖核酸)是生物体内重要的一类分子,它在细胞内起着多种功能并参与多种生物过程。
本文将详细探讨RNA的功能以及其在细胞内的调控机制。
一、RNA的功能1. 转录功能RNA的一个重要功能是转录,即将DNA(脱氧核糖核酸)模板上的信息转化为RNA分子的遗传信息。
通过RNA聚合酶酶的作用,将DNA序列转录成RNA分子。
2. 转运功能RNA在细胞内具有转运功能,它可以将蛋白质合成的信息从细胞核传递到细胞质中的核糖体,使蛋白质的合成得以实现。
3. 翻译功能RNA还具有翻译功能,即在核糖体的作用下,将RNA分子上的遗传信息转化为蛋白质分子的氨基酸序列。
这一过程称为蛋白质合成。
4. 酶的功能某些RNA分子本身具有酶的功能,这类RNA被称为核酶(ribozyme)。
核酶可以催化多种生物化学反应,包括剪切、连接、修复和重组等。
二、RNA的调控机制1. 转录后调控在转录过程中,RNA可以通过自旋自降解机制调控自己的表达水平。
这种机制通过结构和序列上的一些特殊区域实现,这些区域可以影响RNA的稳定性和降解速率。
2. 转录水平调控在转录过程中,一些特定的蛋白质可以结合到DNA和转录因子上,调控基因的转录水平。
这可以通过激活或抑制转录的方式调节RNA的表达水平。
3. RNA修饰调控RNA还可以通过修饰机制进行调控,常见的修饰包括甲基化、脱甲基化、乙酰化等。
这些修饰可以影响RNA的稳定性、结构和功能。
4. RNA间互作在细胞内,不同RNA分子之间可以相互作用,形成RNA间的调控网络。
这种网络可以通过RNA-RNA相互作用,例如RNA干扰、RNA交叉互补等方式,调节RNA的表达水平和功能。
5. 蛋白质调控RNA除了RNA间的调控外,蛋白质也可以通过结合到RNA上,调控RNA的稳定性和功能。
这种方式常见于miRNA(microRNA)和siRNA(small interfering RNA)等非编码RNA的调控过程。
RNA在基因表达调控中的作用机制随着基因组学研究的深入,我们更加了解基因是如何转录成RNA并进一步翻译成蛋白质的。
在这个过程中,RNA通过一系列复杂的调控机制起着重要的作用。
本文将介绍RNA在基因表达调控中的作用机制。
RNA合成与加工RNA在细胞中起着重要的信息传递和调控作用。
RNA的合成和加工是基因表达的最初步骤。
RNA的合成需要通过转录作用实现。
在核内,RNA聚合酶将DNA模板中的基因序列拷贝到一个新的RNA单链上。
在此过程中,RNA聚合酶会根据基因序列中的不同区域及其生物学意义调控转录速度和准确性。
此外,RNA合成后还需要进行加工,如5'端帽、3'端尾、内含子剪接和RNA编辑等,以得到成熟的RNA分子。
miRNAmiRNA是一类小RNA分子,通常包含20-24个核苷酸。
它由RNA聚合酶II在基因组的DNA序列以上转录而来,然后由核外酶Drosha和Dicer进行加工。
miRNA与靶mRNA配对,从而抑制了靶mRNA的翻译和/或导致靶mRNA的降解。
miRNA具有广泛的生物学功能,如细胞周期调控、细胞增殖和凋亡、肿瘤发生和免疫应答等。
siRNAsiRNA是一个双链小RNA分子,由外源性RNA或内源性RNA二级结构特定折叠形成,然后被切割成小单链RNA片段。
siRNA可以特异性地靶向偏外基因表达进行调控。
siRNA对病毒感染,转座子介导的基因沉默和抑制癌症等具有很大的潜力。
piRNApiRNA是RNA家族的一部分,主要由雄生殖系统中的小胞体产生。
与miRNA和siRNA不同,piRNA对靶RNA的调控是通过P戈传递到靶RNA上进行的。
piRNA结合到靶RNA上并将其沉默,以控制转座子过度激活和不稳定的基因组。
lincRNAlincRNA指的是长间隔非编码RNA。
这类RNA无法编码蛋白质,其长度一般超过200nt。
lincRNA是结构上与mRNA相似的RNA分子,但与mRNA不同的是,lincRNA不能被翻译成蛋白质。
RNA间的相互作用及其在调控中的作用RNAs是细胞中最重要的分子之一,它们不仅在信息传递方面发挥重要的作用,还在调控基因表达和维持细胞内平衡方面起着非常重要的作用。
尽管人们对RNA的研究已经历经多年,但RNA之间的相互作用依然是一个非常热门的研究领域。
在本文中,我们将详细介绍RNA间的相互作用及其在调控中的作用。
RNA间的相互作用类型RNA间的相互作用发生在有机体内的不同类型的RNA之间,主要包括mRNA、tRNA、rRNA和ncRNA。
这些RNA之间的相互作用类型包括以下几种:1. RNA-RNA相互作用:RNA-RNA相互作用是指两个RNA之间通过氢键、范德华力或疏水相互作用等方式形成的一种非共价的化学结合。
RNA-RNA相互作用在许多细胞过程中都起着非常重要的作用,例如,核糖体在翻译过程中需要rRNA与tRNA之间的相互作用。
2. RNA-蛋白质相互作用:RNA-蛋白质相互作用是指RNA与蛋白质之间的相互作用。
蛋白质可以识别某些特定的RNA序列、结构或结合位点,并在这些位置上结合RNA。
这种相互作用在RNA翻译、剪接和降解等过程中都具有重要的作用。
3. RNA-DNA相互作用:RNA-DNA相互作用是指RNA与DNA之间的非共价相互作用。
这种相互作用可以通过RNA在DNA上的结合来启动基因转录过程,也可以通过RNA-DNA结合物的形成来影响基因组的结构和功能。
RNA间的相互作用在调控中的作用RNA间的相互作用在调控中起着重要的作用,这主要是因为RNA通过与其他RNA的相互作用来调控基因表达和维持细胞内平衡。
下面是一些RNA间相互作用在调控中的作用:1. miRNA-mRNA调控:miRNA是一类短RNA,它们通过与mRNA的互补结合来抑制目标基因的翻译和降解。
这种相互作用在许多细胞过程中都起着非常重要的作用,例如,miRNA在代谢、诱导干细胞分化等方面都有着重要的调控作用。
2. rRNA-tRNA相互作用:rRNA-tRNA相互作用是指tRNA在核糖体上的配对和结构稳定化作用。
snRNA:细胞内有小核RNA(small nuclear RNA,snRNA)。
它是真核生物转录后加工过程中RNA剪接体(spliceosome)的主要成分,参与mRNA前体的加工过程。
其长度在哺乳动物中约为100-215个核苷酸,共分为7类,由于含U丰富,故编号为U1~U7。
snRNA只存在于细胞核中,其中U3存在于核仁中,其他6种存在于非核仁区的核液里。
除U6由RNA聚合酶Ⅲ转录外,其它的snRNA都是由RNA聚合酶Ⅱ催化转录的,具有修饰的碱基,并在5‗末端有一个三甲基鸟苷酸(TMG)的类似‖帽―结构,3‘末端有自身抗体识别的Sm抗原结合的保守序列。
通常snRNA不是游离存在,而是与蛋白质结合成复合物,成为小核核糖核蛋白颗粒(small nuclear ribonucleoprotein particle, Sn RNP)。
snRNA不参与蛋白质合成活动,其重要功能是在RNA进行加工方面具有重要作用。
U3 snRNA与核仁内28S rRNA的成熟有关,而U1则是在核液中与前体mRNA的剪接加工有关。
snRNA中的蛋白质部分具有核酸酶和连接酶活性,能把转录在内含子-外显子接点处切断,并把两个游离端连接起来。
scRNA:小胞浆RNA(scRNA,small cytosol RNA)又称为7SL?RNA,长约300个核苷酸,主要存在于细胞浆中,是蛋白质定位合成于粗面内质网上所需的信号识别体(signal recognization particle)的组成成分。
真核细胞有细胞核和细胞浆中都含有许多小RNA,它们约有100到300个碱基,每个细胞中可含有105-106个这种RNA分子。
它们是由RNA聚合酶Ⅱ或Ⅲ所合成的,其中某些像mRNA一样可被加帽。
在细胞核中的小RNA称为snRNA,而在细胞浆中的称为scRNA。
但在天然状态下它们均与蛋白质相结合,故分别称为snRNP和scRNP。
某些snRNPs和剪接作用有密切关系。
有些snRNPs 分别和供体及受体剪接位点以及分支顺序相互补。
而scRNA则参与蛋白质的合成和运输, 如SRP颗粒就是一种由一个7SRNA和蛋白质组成的核糖核蛋白体颗粒,主要功能是识别信号肽, 并将核糖体引导到内质网。
snoRNA:核仁小RNA(small nucleolar RNA),是近来生物学研究的热点,由内含子编码。
已证明有多种功能,反义snoRNA指导rRNA核糖甲基化。
核仁小RNA与其它RNA的处理和修饰有关,如核糖体和剪接体核小RNA、gRNA等。
核仁小RNA是一个与特性化的非编码RNA相关的大家族。
核仁小分子RNA调节细胞死亡,即便是血糖得到合适地调控,糖尿病病人经常会遭受并发症带来的痛苦,如心力衰竭(heart failure)、肾功能不全和免疫系统中B细胞数目下降。
以前的研究已经暗示把不能处理高脂肪的一些类型细胞,如心肌细胞、肾细胞或血细胞,暴露在高脂肪条件下,作为这些并发症发生的一种可能性的原因。
高脂肪条件下这些snoRNA的存在某种程度上促进细胞死亡。
hnRNA:在细胞核内合成的mRNA初级产物比成熟的mRNA大的多,而且这种初级的RNA分子大小不一,故被称为不均一核RNA。
hnRNA在细胞核内存在时间极短,经过剪接称为成熟的mRNA,并依靠特殊的机制转移到细胞质中。
成熟的mRNA由氨基酸编码区和非编码区构成。
核内不均一RNA 为存在于真核生物细胞核中的不稳定、大小不均的一组高分子RNA(分子量约为105~2×107,沉降系数约为30—100S)之总称。
占细胞全部RNA之百分之几,在核内主要存在于核仁的外侧。
认为hnRNA多属信使RNA(messenger ribonucleic acid,mRNA)之前体,包括各种基因的转录产物及其成为mRNA前的各中间阶段的分子,在5‘末端多附有间隙结构,而3‘的末端附有多聚腺苷酸聚合酶分子。
这些hnRNA在受到加工之后,移至细胞质,作为mRNA而发挥其功能。
大部分的hnRNA在核内与各种特异的蛋白质形成复合体而存在着。
sRNA:Small RNA 是生物体内一类重要的功能分子,主要包括miRNA、siRNA 和piRNA。
它们通过各种序列特异性的基因沉默作用,包括RNA 干扰(RNAi)、翻译抑制、异染色质形成等,诱导基因沉默,调控诸如细胞生长发育、应激反应、沉默转座子等各种各样的细胞生理过程
miRNA:MicroRNAs(miRNAs)是在真核生物中发现的一类内源性的具有调控功能的非编码RNA,其大小长约20~25个核苷酸。
成熟的miRNAs是由较长的初级转录物经过一系列核酸酶的剪切加工而产生的,随后组装进RNA诱导的沉默
复合体(RNA-induced silencing complex,RISC),通过碱基互补配对的方式识别靶mRNA,并根据互补程度的不同指导沉默复合体降解靶mRNA或者阻遏靶mRNA的翻译。
最近的研究表明miRNA参与各种各样的调节途径,包括发育、病毒防御、造血过程、器官形成、细胞增殖和凋亡、脂肪代谢等等。
siRNA:Small interfering RNA (siRNA):是一种小RNA分子(~21-25核苷酸),由Dicer(RNAase Ⅲ家族中对双链RNA具有特异性的酶)加工而成。
SiRNA是siRISC 的主要成员,激发与之互补的目标mRNA的沉默。
siRNA在RNA沉寂通道中起中心作用,是对特定信使RNA(mRNA)进行降解的指导要素。
siRNA是RNAi途径中的中间产物,是RNAi发挥效应所必需的因子。
piRNA:piRNA(Piwi-interactingRNA)是从哺乳动物生殖细胞中分离得到的一类长度约为30nt的小RNA,并且这种小RNA与PIWI蛋白家族成员相结合才能发挥它的调控作用。
piRNAs在基因组中显示出与众不同的定位类型,主要成群地分为长20–90kb 的基因簇,其中的长片断的小分子RNA只能来源于单链。
相似的piRNAs在人类和小鼠中均有发现,大部分基因簇出现在同一染色体的位置上。
虽然piRNA的功能仍然需要研究阐明,但是生殖细胞中的piRNA富集现象和Miwi突变导致的男性不育表明piRNA在配子形成的过程中起作用。
gRNA:gRNA又称引导RNA,真核生物中参与RNA编辑的具有与mRNA互补序列的RNA。
RNA的编辑有三种机制:一是碱基替换编辑,编辑复合体识别二级结构中某些特殊的区域,或者直接识别一段特殊的序列。
二是碱基插入编辑。
三是向导RNA为模板的插入编辑,即RNA编辑所需要的信息或者来自向导RNA,或者来自被编辑的RNA自身。
其编辑过程为:gRNA-I首先以其5‘端与前体RNA互补配对,从3‘向5‘方向插入UMP。
gRNA-II继续完成编辑的全过程。