microRNA知识大全

小rna表达小RNA（小分子RNA）是一类非编码RNA分子，其长度通常在20-30个核苷酸左右。

小RNA在细胞内起着重要的调控作用，参与多种生物学过程，如基因表达调控、蛋白质合成、细胞分化和发育等。

本文将从不同角度介绍小RNA的功能和应用。

一、小RNA在基因表达调控中的作用小RNA通过与靶基因的mRNA序列特异性碱基互补配对，介导靶基因的转录后调控。

其中，miRNA（microRNA）是一类重要的小RNA分子，通过与mRNA的3'非翻译区（3' UTR）结合，可以促进mRNA的降解或抑制翻译。

miRNA的调控网络广泛参与细胞的生长、分化、凋亡等重要生理过程。

二、小RNA在疾病诊断和治疗中的应用由于小RNA在疾病发生发展过程中的重要调控作用，其异常表达常与多种疾病的发生发展相关。

例如，miRNA的异常表达与多种肿瘤的发生发展密切相关。

通过检测体液中的小RNA水平，可以实现一些疾病的早期诊断和预后评估。

此外，针对小RNA的干扰技术（如miRNA的mimic和抑制剂）也被广泛应用于疾病治疗研究中。

三、小RNA在植物生长发育中的调控作用在植物中，小RNA也发挥着重要的调控作用。

其中，siRNA（small interfering RNA）是一类重要的小RNA分子，通过与靶基因的mRNA序列碱基互补配对，介导靶基因的降解。

siRNA在植物的基因沉默调控中起着重要作用，调控植物的生长发育、抵抗病原体和逆境胁迫等。

四、小RNA在神经系统发育和功能调控中的作用小RNA在神经系统中也发挥着重要的作用。

研究发现，miRNA参与了神经细胞的分化和轴突的生长导向。

此外，miRNA还参与了神经系统的突触可塑性和学习记忆等功能的调控。

五、小RNA在药物研发中的应用小RNA作为一种具有调控功能的分子，已经成为药物研发的重要靶点。

针对小RNA的药物研发主要包括两个方面：一是针对小RNA 的干扰技术，如miRNA的mimic和抑制剂；二是针对小RNA的靶向药物，通过设计合成靶向小RNA的化合物来实现对小RNA的调控。

microRNA知识大全microRNA知识大全MicroRNA(miRNA)是一类内生的、长度约20-24个核苷酸的小RNA,是发夹结构的约70-90个碱基大小的单链RNA前体经过Dicer 酶加工后生成。

其在细胞内具有多种重要的调节作用。

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。

miRNA广泛存在于真核生物中，是一组不编码蛋白质的短序列RNA，其本身不具有开放阅读框(ORF)。

成熟的miRNA，5′端有一个磷酸基团，3′端为羟基。

编码miRNAs的基因最初产生一个长的pri-RNA分子，这种初期分子还必须被剪切成约70-90个碱基大小、具发夹结构单链RNA前体(pre-miRNA)并经过Dicer 酶加工后生成。

成熟的miRNA 5’端的磷酸基团和3′端羟基则是它与相同长度的功能RNA 降解片段的区分标志。

miRNA 5'端第一个碱基对U(尿苷)有强烈的倾向性，而对G却排斥，但第二到第四个碱基缺乏U。

一般来讲，除第四个碱基外，其他位置碱基通常都缺乏C。

这些分子能够与那些和它的序列互补的mRNA分子相结合，有时候甚至可以与特定的DNA片断结合。

这种结合的结果就是导致基因的沉默。

这种方式是身体调节基因表达的一个重要策略。

据推测，miRNA调节着人类三分之一的基因。

microRNA - 形式1 . pre-miRNA约70bp含microRNA茎环结构的pre-miRNA。

制备方式：化学合成、生物转录合成、pre-miRNA质粒表达载体、pre-miRNA病毒。

2. pri-miRNA天然pri-miRNA从染色体基因文库中调取300bp-1000bp完整的microRNA基因，克隆到质粒载体(普通载体或病毒载体)，以强大的CMV启动子操纵该300bp-1000bp microRNA。

microRNA克隆和功能鉴定microRNA（miRNA）是近几年新发现的一类不编码蛋白质的单链小分子RNA，这种小分子RNA通过互补配对原则作用于mRNA，由此影响蛋白翻译过程引起基因沉默，其作用体现为在转录后水平对基因表达进行调控。

miRNA作为21世纪生命科学研究最为重大的发现，已经在短时间内成为了世界顶尖科学家研究的焦点，并迅速取得了令人瞩目的进展，短短几年关于miRNA的研究报道已近2000篇，并被《cell》《sccience》等杂志大量收录。

这些发现为我们勾勒了一个全新的、原本不为人知的基因转录后调控系统，极大的扩展了人类对于基因调控方式的认识。

miRNA通过RNA干扰这种独特的方式影响着生命活动中的诸多方面，包括肿瘤的发生、发展、耐药；胚胎的分化、发育；细胞的凋亡；细胞抗病毒感染等方面，以这些突破性进展为基础，miRNA 已经成为科学研究的重要工具和多种疾病治疗的新手段。

正是基于以上这些重大的意义，在miRNA参与的RNAi现象被发现仅仅几年后，其发现者安德鲁一费里和克拉格-米洛便获得了2006诺贝尔生理学医学奖。

这在科学界是十分罕见的。

本实验室自2003年开始依靠独立稳定的技术平台，在哈佛大学归国学者汤华教授的率领下，充分发挥自身优势致力于miRNA的研究探索工作，取得大量成果。

期间还多次与美国、法国的多家研究机构合作进行项目研究，在研究方向和研究水平上始终与世界最先进水平保持同步。

目前的研究工作涉及miRNA研究的各个领域：如以发现新miRNA为目的的克隆鉴定工作；miRNA生成、作用过程中的相关分子机制研究；利用生物芯片平台研究miRNA表达谱并以此为契机探索miRNA的靶基因和功能（miRNA参与肿瘤转移和耐药，miRNA对病毒感染的影响等）。

Northern blot 检测miRNA表达miRNA相关蛋白的细胞内免疫荧光共定位谱芯片理示意图miRNA前体二级结构图。

microrna生物学特征
MicroRNA（miRNA）是一组短小的、不编码蛋白质的RNA家族，广泛存在于真核生物中。

其生物学特征主要包括以下几个方面：
1. 长度短：一般含20\~24个碱基，在3'端有1\~2个碱基的差异。

2. 特异性：成熟的microRNA在5'端和3'端具有特殊结构，便于区分。

3. 同源性：均来自前体的一条臂。

4. 广泛性：在自然界广泛存在，从低等生物到人类都有其存在的痕迹。

5. 保守性：高度保守性，时序表达特异性和组织表达特异性，以及miRNA 独有的特征。

6. 功能特性：可以跟RISC结合，促进靶基因mRNA降解，或抑制其蛋白翻译，从而发挥其生物学作用。

更多信息可查阅关于miRNA的学术文献获取。

一、microRNA简介1．什么是microRNAmicroRNAs（microRNAs）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19~23个核苷酸。

成熟的microRNAs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，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microRNA参与各种各样的调节途径，包括生物个体发育、病毒防御、组织分化、细胞增殖和凋亡、脂肪代谢、参与原癌基因作用等等。

2. MicroRNA的发现1993年，Lee，Feinbaum和Ambros等人发现在线虫体内存在一种RNA （lin-4），是一种不编码蛋白但可以生成一对小的RNA转录本，每一个转录本能在翻译水平通过抑制一种核蛋白lin-14的表达而调节了线虫的幼虫发育进程。

对于出现这种现象的原因，科学家们猜测是由于基因lin-14的mRNA的3'UTR 区独特的重复序列和lin-4之间有部分的序列互补造成的。

在第一幼虫阶段的末期降低lin-14的表达将启动发育进程进入第二幼虫阶段。

7年后科学家又发现了第二个microRNA－let-7，let-7相似于lin-4，同样可以调节线虫的发育进程。

自从let-7发现以来，应用随机克隆和测序、生物信息学预测的方式，又分别在众多生物体如病毒、家蚕和灵长类动物中发现了上千个的microRNAs。

被鉴定的microRNAs均被miRBase网站整理并加以注释。

此网站由著名的Sanger研究所主办，并对公众开放。

（/）3. microRNA的产生与作用机制microRNA基因以单拷贝、多拷贝或基因簇等多种形式存在于基因组中，约60%microRNA单独表达，15%的microRNA一基因簇的形式表达，而25%的microRNA位于基因的内含子中，与基因同时被转录。

位于可变内含子区域MicroRNA的特征分析MicroRNA是一类非编码小RNA分子，其长度一般为20-24个核苷酸。

MicroRNA在基因表达调控中起着重要的作用，能够通过与mRNA结合从而调控基因的转录和翻译过程。

在基因组中，MicroRNA的编码序列通常位于可变内含子区域。

可变内含子是指存在多个形态变异的内含子，这些内含子会对基因的转录和翻译产生影响。

在可变内含子区域，MicroRNA的特征可以通过以下几个方面来进行分析：1. 长度和序列特征：MicroRNA的长度通常在20-24个核苷酸之间，且具有一定的保守性。

在可变内含子中，MicroRNA的编码序列可能会有突变或插入/缺失的变异，这些变异会导致MicroRNA的长度和序列发生改变。

研究者可以通过序列比对和突变分析来确定MicroRNA的具体长度和序列特征。

2. 表达水平和组织特异性：MicroRNA的表达水平和组织特异性也是其特征分析的重要方面。

研究者可以通过高通量测序等技术来测定MicroRNA在不同组织和细胞类型中的表达水平，进而分析其具体的组织特异性。

根据已有的文献数据，可以进一步推测MicroRNA 在不同生物过程中的功能和调控机制。

3. 靶基因和功能预测：MicroRNA通过与mRNA结合来调控基因的表达，因此对于MicroRNA的特征分析也需要注重其潜在靶基因和功能的预测。

通过生物信息学工具和算法，研究者可以预测MicroRNA与mRNA的相互作用，并进一步分析这些靶基因的功能以及与MicroRNA相关的生物过程和信号通路。

位于可变内含子区域的MicroRNA具有一系列特征，包括长度和序列特征、表达水平和组织特异性、靶基因和功能预测以及进化分析和保守性。

通过对这些特征的分析，可以更好地理解MicroRNA在基因表达调控中的作用和机制。

microrna家族分类microRNA（miRNA）是一类非编码RNA，长度一般为21-24个核苷酸。

miRNA通过与mRNA靶标相结合，调节基因表达。

根据miRNA的序列相似性和功能特点，miRNA家族被分为不同的分类。

本文将介绍几个常见的miRNA家族。

1. let-7家族let-7家族是最早被发现的miRNA家族之一。

let-7家族在多种物种中高度保守，包括果蝇、线虫、人类等。

let-7家族成员在调节细胞增殖、分化以及胚胎发育中发挥重要作用。

研究表明，let-7家族的异常表达与多种肿瘤的发生和发展密切相关。

2. miR-17家族miR-17家族是一组在哺乳动物中高度保守的miRNA。

miR-17家族包括miR-17、miR-18a、miR-19a、miR-19b、miR-20a和miR-92a等成员。

miR-17家族在调节细胞周期、凋亡和血管生成等生物过程中发挥重要作用。

研究表明，miR-17家族的异常表达与多种人类疾病，如心血管疾病和肿瘤的发生和发展相关。

3. miR-200家族miR-200家族是一组在多种动物中高度保守的miRNA。

miR-200家族包括miR-200a、miR-200b、miR-200c、miR-141和miR-429等成员。

miR-200家族在上皮细胞的形态发生、上皮间质转化以及肿瘤浸润和转移等过程中起重要作用。

研究表明，miR-200家族的异常表达与多种癌症的进展和预后密切相关。

4. miR-155家族miR-155家族是一组在哺乳动物中高度保守的miRNA。

miR-155家族包括miR-155、miR-155-5p和miR-155-3p等成员。

miR-155家族在免疫应答、炎症反应以及肿瘤免疫逃逸中发挥重要作用。

研究表明，miR-155家族的异常表达与多种免疫相关疾病和肿瘤的发生和发展密切相关。

5. miR-34家族miR-34家族是一组在多种物种中高度保守的miRNA。

RNA干扰（RNAi），即用20多个核苷酸组成的短的双链RNA（siRNA）代替传统反义核酸进行转录后基因沉默，已经迅速而广泛地应用到基因功能，基因表达调控机制研究等热门领域，并为基因治疗开辟了新的途径。

近两年来，这方面的科学论文及报道爆炸性增长，几乎每天都有新的结果涌现。

这些论文中，出现了很多与RNA干扰相关的概念，意思很相近但并不完全相同，这里列举了几个常见的RNA干扰相关的名词及其简单的解释：1、miRNA：在遗传学中，微RNA（microRNAs，miRNA）是长度在21-23个核苷酸之间的单链RNA片段，调节基因的表达。

miRNA由基因编码，从D NA转录而来，但不翻译成蛋白。

初级转录产物（primary transcripts，pri-miRN A）缩短其颈环结构得到功能性的miRNA。

成熟的miRNA分子与一个或更多个mRNA分子部分互补，其主要功能是下调基因的表达。

而microRNA这个概念第一次在2001年Science (26 October 2001)的文章中出现。

2、dsRNA：双链RNA（double-stranded RNA, dsRNA）是一种有互补链的R NA，与细胞中发现的DNA相似，dsRNA构成了一些病毒（双链RNA病毒）的基因组。

像病毒RNA或siRNA之类的双链RNA能够促发真核细胞中的RNA 干扰，引起脊椎动物中的干扰素反应。

3、shRNA：小发卡或短发卡RNA（a small hairpin RNA or short hairpin R NA, shRNA）是一段具有紧密发卡环（tight hairpin turn）的RNA序列，常被用于RNA干扰沉默靶基因的表达。

利用载体把shRNA导入细胞，载体中的U6启动子确保shRNA总是表达；这种装载了shRNA载体可被传递到子代细胞中去，从而使基因的沉默可被遗传。

shRNA的发卡结构可被细胞机制切割成siRNA，然后siRNA结合到RNA诱导沉默复合物上（RNA-induced silencing complex，RISC），该复合物能够结合到目的mRNAs并将其降解。

microrna编辑原理
MicroRNA（miRNA）是一种由内源基因编码的长度约为22个核苷酸的非编码单链RNA分子，在动植物中参与转录后基因表达调控。

其编辑原理如下：
1. miRNA前体的生成：具有发夹结构的70~90个碱基大小的单链RNA前体经过Dicer加工后生成定位于RNA前体的3'或5'端、有5'端磷酸基和3'端羟基的miRNA前体pre-miRNA。

2. 转运和剪切：pre-miRNA在Exprotin/5复合物的作用下被转运到胞质基质中，在胞质中由Dicer剪切成为miRNA复合体（RISC）。

3. 沉默机制：RISC与该miRNA的3'翻译区（3'UTR）结合到位于胞质的P-body（processing body）中。

如果miRNA与靶mRNA匹配完全，则该复合体降解mRNA；若两者序列部分匹配，尤其是miRNA的5'端2~8个被称为种子序列的核苷酸与靶mRNA匹配完好，则通过抑制靶mRNA的翻译来沉默特定基因。

4. 调节网络：每个miRNA可以有多个靶基因，而几个miRNA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miRNA的组合来精细调控某个基因的表达。

据推测，miRNA调节着人类三分之一的基因。

如需了解更多信息，建议查阅相关文献或咨询生物学家。