小分子核糖核酸
一种小的非编码RNA / 维基百科,自由的 encyclopedia
小分子核糖核酸(英语:microRNA,缩写miRNA),又称微RNA[1](微核糖核酸),是真核生物中广泛存在的一种长约21到23个核苷酸的RNA分子,可调节其他基因的表达[2][3]。miRNA来自一些从DNA转录而来,但无法进一步转译成蛋白质的RNA(属于非编码RNA)。miRNA通过与目标mRNA结合,进而抑制转录后的基因表达[4],在调控基因表达、细胞周期、生物体发育时序等方面起重要作用。在动物中,一个miRNA通常可以调控数十个基因。
这些RNA是从初级转录本(primary transcript)出来的,也就是pri-miRNA,转变成为称为pre-miRNA的茎环结构,最后成为具有功能的成熟miRNA。
1989年,Victor发现秀丽隐杆线虫(C. elegans)中有个基因 lin-4 抑制另一个基因 lin-14。他们认为 lin-4 应该也表达一种调控蛋白质,因为基因转录成RNA并翻译成蛋白质是当时认为的公理。不过1993年,Victor的学生 Rosalind Lee 和 Phonda Feinbaum 克隆出了 lin-4,却发现这个基因非常小,不足以做出蛋白质,而且这个基因的产物确实也不是蛋白质,而是一个长度只有22个核苷酸的RNA,后来人们又发现此miRNA可以和其他蛋白质结合,阻断其他表现,最终产生上述的基因抑制现象。它是由单链的RNA分子产生,这个分子的一端折回来形成不完全的互补配对,称“茎环”[5]。
pri-miRNA长度大约为300~1000个碱基,pri-miRNA经过一次加工后,成为pre-miRNA即microRNA前体,长度大约为70~90个碱基;pre-miRNA再经过Dicer酶酶切后,成为长约20~24nt的成熟miRNA。实际研究中,pre-miRNA应用最早,也最广泛。近年研究发现microRNA的双臂对成熟miRNA的形成有着十分重要的作用。
与小分子siRNAs相比,miRNA在分子特性等方面是相似的,但也存在不少的差异。siRNA是双股RNA,3'端有2个非配对碱基,通常为UU;miRNA是单股RNA。siRNAs是由dsRNA在Dicer酶切割下产生,而成熟miRNAs的产生要复杂一些,首先pri-miRNA在核内由一种称为Drosha酶处理后成为大约70nt的带有茎环结构的Precursor miRNAs(pre-miRNAs),这些pre-miRNAs再在Exportin-5帮助下转运到细胞核外之后再由胞质Dicer酶进行处理,酶切后成为成熟的miRNAs。
生命的一些重要活动如幼虫的生长发育、细胞的发生和分化、神经系统的分化等都被一些非编码蛋白的小RNA的调控,而除miRNA、siRNA以外的小RNA我们目前知之甚少。