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miRNA, MicroRNA

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微小RNA,微小核糖核酸


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MicroRNA(miRNA,微RNA)即为长度为22nt左右的5′端带磷酸基团、3′端带羟基的非蛋白编码的调控小RNA家族。miRNA广泛存在于真核生物中,不具有开放阅读框架,不编码蛋白质,一般长20-24nt,miRNA的转录产物是发夹状结构,在RnaseⅢ酶切后以双链形式存在,最后释放互补链,miRNA成熟。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的又一特点——基因表达时序性。MiRNA表达的时序性和组织特异性提示人们miRNA的分布可能决定组织和细胞的功能特异性,也可能参与了复杂的基因调控,对组织的发育起重要作用。miRNA可能的形成及作用机制为:先由长的内源性转录本(pri-miRNA)生成70nt左右的miRNA前体(pre-miRNA),然后在Dicer酶的作用下使其加工成为一个不稳定的dsRNA分子,接着迅速被降解剪切为22nt左右的单链RNA(这种单链RNA及以后的miRNA只是Dicer作用下pre-miRNA被剪切的一个臂,可能是3′端的一个臂,也可能是5′端的一个臂,不同RNA可能是同一pre-miRNA的不同臂),之后被PPD(PAZ&Piwi domain)蛋白家族识别,形成RNA-蛋白质复合体即miRNA核蛋白体(miRNP),进而形成成熟的miRNA。miRNA识别并与靶标基因3′UTR区部分配对,从而抑制靶标基因的翻译。miRNA基因是一类高度保守的基因家族,按其作用模式不同可分为三种:第一种以线虫lin-4为代表,作用时与靶标基因不完全互补结合,进而阻遏翻译而不影响mRNA的稳定性,这种miRNA是目前发现最多的种类。第二种以拟南芥miR-171为代表,作用时与靶标基因完全互补结合,作用方式和功能与siRNA非常类似,最后切割靶mRNA,这说明某些miRNA和siRNA一样参与了机体内一些特异性mRNA的剪切过程。第三种以let-7为代表,它具有以上两种作用模式。
miRNA对生长发育进行更为重要的调控作用。同时,科学家们也发现人类基因组中大约有255个编码miRNA基因,约占人类基因数的1%,但尚不清楚其功能。最近科学家发现小RNA 与‘epigenetic’现象有联系。所谓epigenetic 是指并不涉及遗传序列的特征性的遗传改变。有人已试图将小RNA 用于抗病毒治疗之用,认为它们有可能抑制HIV21 和灰质类病毒丙型肝炎病毒的转录,以及也可能用于肿瘤的治疗。
miRNA与siRNA之间有许多相同之处:1.二者的长度都约在22nt左右。2.二者都依赖Dicer酶的加工,是Dicer的产物,所以具有Dicer产物的特点。3.二者生成都需要Argonaute家族蛋白存在。4.二者都是RISC组分,所以其功能界限变得不清晰,如二者在介导沉默机制上有重叠。5.miRNA和siRNA合成都是由双链的RNA或RNA前体形成的。




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