miRNA
miRNA简介
Micro RNA简介1.关于microRNAmicroRNAs （简称miRNA）是一类进化上高度守的小分子非编码RNA，长度大约22nt左右，具有转录后调控基因表达的功能。
第一个microRNA 于1993 年被发现。
2000年之后，关于miRNA 的研究取得了很大进展，目前已经有1000多个人类被发现，这些miRNA调控至少 30% 以上的基因表达，参与多种生理病理过程。
编码miRNA的基因可能位于功能基因编码区、非编码区，可能成簇表达或独立表达。
在细胞核内，基因组DNA 转录生成较长的pri-pre-microRNA，之后被Drosha酶切割pri-pre-miRNA 成形成长度大约70-100 碱基的、具发夹结构的pre- microRNA。
这些发夹结构的RNA 被核输出蛋白exportin5转运到细胞质，在呗胞浆中的Dicer 酶切割形成19-23nt 大小的成熟的miRNAs 产物。
成熟的单链miRNAs 与一系列蛋白形成miRNA诱导的沉默复合物(miRISC)，结合于靶mRNA的3ˊ-UTR区，阻止所结合的mRNA 的翻译或直接降解靶miRNA。
每个miRNA可以调控多个（甚至上百个）靶基因，而特定靶miRNA也可以同时被多个miRNAs调节。
成熟的miRNA具有如下特点：（1）通常的长度为20～24 nt , 但在3′端可以有1～2 个碱基的长度变化;（2）5′端有一磷酸基团, 3′端为羟基, 这一特点使它与大多数寡核苷酸和功能RNA 的降解片段区别开来；（3）具有高度保守性、时序性和组织特异性。
序列（特别是种子序列）高度同源的miRNA被归为一个miRNA家族，但这些miRNA并不一定是成簇表达的。
例如miR-34 家族3个成员miR-34a、b、c，其中，miR-34a位于1号染色体1p36基因座位，单独表达；而miR-34b和-34c位于11号染色体11q23基因座位，成簇表达（图1），但它们都具有相同的种子序列（图1），并且都受到转录因子TP53的调控。
miRNA
充当癌基因作用的miRNA 充当癌基因作用的
miR-21在胶质母细胞瘤中表达增加，比正常组织 在胶质母细胞瘤中表达增加， 在胶质母细胞瘤中表达增加 高5-100倍。 倍 反义核酸的研究发现miR-21 miRNA通过抑制 反义核酸的研究发现 通过抑制 凋亡而影响细胞增殖，控制细胞生长， 凋亡而影响细胞增殖，控制细胞生长，这预示着这 具有癌基因的功能。 个miRNA具有癌基因的功能。 具有癌基因的功能 另一项独立研究， 另一项独立研究，利用芯片来检测肿瘤和正常组织 的表达水平， 的245个miRNAs的表达水平，也发现胶质母细 个 的表达水平 胞瘤中miR-21表达升高。 表达升高。 胞瘤中 表达升高 由于mir-21不是一个大脑特异性的基因，在乳腺 不是一个大脑特异性的基因， 由于 不是一个大脑特异性的基因 癌样品中表达也有增加， 癌样品中表达也有增加，这个基因可能在肿瘤发生 中起到广泛的作用。 中起到广泛的作用。
MiRNA
Types of RNA
What are microRNA（miRNA）？
miRNA是广泛存在于真核生物中的一组短小的、 miRNA是广泛存在于真核生物中的一组短小的、 不编码蛋白质的RNA家族，它们是由19 25个核 RNA家族 19不编码蛋白质的RNA家族，它们是由19-25个核 苷酸组成的单链RNA； 苷酸组成的单链RNA； RNA 类似于siRNA的分子， 类似于siRNA的分子，由高等真核生物基因组编 siRNA的分子 miRNA通过和靶基因mRNA碱基配对引导沉默 通过和靶基因mRNA 码，miRNA通过和靶基因mRNA碱基配对引导沉默 复合体（RISC）降解mRNA或阻碍其翻译。 mRNA或阻碍其翻译 复合体（RISC）降解mRNA或阻碍其翻译。
而对G却有抗性，但第二到第四个碱基缺乏U 一般来讲， 而对G却有抗性，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 个碱基外，其他位置碱基通常都缺乏C
mirna在生物医学上的应用
mirna在生物医学上的应用随着科学技术的不断发展，MIRNA（MicroRNA）在生物医学领域的应用日益受到关注。
MIRNA是一类长度约为20-25个核苷酸的非编码RNA分子，可以通过与靶标mRNA结合来调控基因表达。
本文将介绍MIRNA在生物医学上的应用，包括疾病诊断、治疗和研究领域。
一、MIRNA在疾病诊断中的应用在疾病诊断方面，MIRNA可以作为生物标志物来帮助鉴定和筛查多种疾病。
研究表明，许多疾病的发生与MIRNA的异常表达密切相关。
通过检测患者体液中的MIRNA水平，可以迅速准确地诊断出相关疾病。
例如，在癌症诊断中，MIRNA可以作为肿瘤标志物来判断肿瘤的发生、进展和治疗效果。
通过分析癌症患者血液、尿液或组织样本中的MIRNA表达情况，可以快速诊断出肿瘤类型和病情严重程度。
此外，MIRNA还可以帮助鉴定肿瘤的预后和预测患者的生存率，从而指导治疗方案的选择。
二、MIRNA在疾病治疗中的应用除了在诊断中的应用，MIRNA还可以作为治疗策略的一部分。
研究发现，通过调控MIRNA的表达水平，可以对许多疾病进行治疗，包括癌症、心血管疾病、糖尿病等。
在癌症治疗中，MIRNA可以用作靶向治疗的工具。
通过改变MIRNA的表达水平，可以抑制肿瘤细胞的生长和扩散，从而达到治疗的效果。
同时，MIRNA还可以增强或减弱化疗药物的敏感性，提高治疗的效果。
在心血管疾病治疗中，MIRNA可作为治疗的新靶点。
一些研究表明，某些MIRNA与心血管疾病的发生和发展密切相关。
通过调节这些MIRNA的表达，可以改善心血管疾病的症状和预后，为患者提供更好的治疗效果。
三、MIRNA在生物医学研究中的应用除了在诊断和治疗中的应用，MIRNA还广泛应用于生物医学研究领域。
MIRNA在疾病机制研究、药物研发和基因调控研究中起着重要作用。
在疾病机制研究中，MIRNA被广泛用于揭示疾病的发生和发展机制。
通过分析不同疾病样本中MIRNA的表达差异，可以帮助科学家们深入了解疾病的发病机理，为疾病的治疗和预防提供更好的依据。
microRNA知识大全
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。
miRNA
都具有相同的种子序列（图1），并且都受到
转பைடு நூலகம்因子TP53的调控。
miRNA主要研究方法
• 基因芯片 • 深度测序
miRNA研究思路
表达谱分析 生物信息学分析
miRNA研究
miRNA表达调控
miRNA功能研究 过表达试验
miRNA作用机理
表观遗传学
信号通路探讨
抑制表达试验 靶标确证
•
dsRNA： 双链RNA（double-stranded RNA,
系统中不需要U6启动子的驱动。在植物 中， 常用的增强表达的启动子是CaMV35S （cauliflower mosaic virus 35S）,在这
种情况下，RNA聚合酶Ⅱ参与了转录，起始
RNA干扰。
• siRNA：小或短干扰RNA（small/short
interfering RNA, siRNA）是一类20-25个核苷
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
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。
• 编码miRNA的基因可能位于功能基因编码区、
miRNA研究整套方案
miRNA研究整套方案miRNA（microRNA）是一类长度为18-22核苷酸的非编码RNA分子，可在转录后水平通过与靶mRNA结合而发挥反义调控功能。
miRNA研究是目前生命科学领域的热门研究方向之一、下面将提供一套miRNA研究的完整方案。
第一步：样本选择和处理第二步：miRNA提取和纯化miRNA的提取是miRNA研究的关键步骤。
目前常用的miRNA提取方法有酚-氯仿法、柱层析法、磁珠法等。
在提取过程中，需要注意使用合适的试剂和试剂盒，保证提取的miRNA质量。
提取获得的miRNA还需进行纯化，以去除杂质和其他RNA分子。
第三步：miRNA定量和质量检测提取和纯化的miRNA需要进行定量和质量检测。
目前常用的miRNA定量方法有实时荧光定量PCR（qPCR）、微阵列分析、RNA测序等。
其中，qPCR是一种常用且敏感的miRNA定量方法，能够快速检测miRNA的表达水平。
第四步：miRNA差异表达分析miRNA差异表达分析是miRNA研究的重要环节。
通过对miRNA定量结果进行统计学分析，可以筛选出在不同样本之间具有显著差异表达的miRNA分子。
常用的差异表达分析方法有t检验、方差分析、Wilcoxon秩和检验等。
同时，可以应用聚类分析、主成分分析等方法对差异表达的miRNA进行进一步的生物信息学分析。
第五步：miRNA靶基因预测和功能分析miRNA靶基因预测是miRNA研究的重要任务之一、目前已经有多种靶基因预测工具可供选择，如TargetScan、miRanda、miRDB等。
根据miRNA的差异表达结果，结合预测工具，可以确定miRNA的靶基因，以了解miRNA调控的相关信号通路和生物学功能。
第六步：实验验证miRNA研究常常需要进行实验验证，以确认差异表达miRNA的靶基因和调控机制。
常用的实验验证方法有免疫共沉淀、荧光素酶报告基因检测、基因敲除或过表达等。
实验验证的结果可以更加可靠地验证miRNA的功能。
mirna芯片
mirna芯片Mirna芯片是一种用于检测和研究微小RNA（mirna）的技术。
在过去的几十年中，研究者发现，微小RNA在基因调控中起着重要的作用，并且与多种疾病的发展和进展密切相关。
由于其在许多生理和病理过程中的重要性，科学家们对于微小RNA的研究日益增加，而mirna芯片正是其中一种用于研究和检测microRNA的技术。
Mirna芯片是一种利用高通量技术检测和分析微小RNA的工具。
其原理是通过非编码RNA在生物样本中的表达水平的检测来确定微小RNA的存在和数量。
芯片上涂覆有数千个特异性引物，这些引物可以与已知的微小RNA序列配对并杂交，形成稳定的结合。
随后，通过荧光探测技术来确定每个探针的信号强度，从而确定微小RNA的表达水平。
Mirna芯片具有许多优势。
首先，它可以同时检测数千个微小RNA，大大提高了研究效率。
其次，它具有高灵敏度和高特异性，可以检测到非常低水平的微小RNA。
此外，它还可以提供不同组织或条件下微小RNA的表达差异，为研究者提供了宝贵的信息。
此外，mirna芯片还可以通过与其他实验技术的结合，如定量PCR、Western印迹等，进一步验证微小RNA的表达结果。
在疾病研究和临床应用方面，mirna芯片也具有广阔的应用前景。
通过分析不同疾病状态下微小RNA的表达差异，研究者可以发现新的疾病标志物，并且有望为疾病的早期诊断和治疗提供新的靶点。
此外，mirna芯片还可以用于评估药物的效果和副作用，以及预测疾病的发展和预后。
因此，mirna芯片被认为是一种非常有前景的技术，在生物医学研究和临床实践中具有广泛的应用。
总之，mirna芯片是一种用于检测和研究微小RNA的高通量技术。
通过对微小RNA的表达水平进行检测和分析，研究者可以了解微小RNA在基因调控中的作用，并且探索其与疾病发展之间的关系。
在生物医学研究和临床实践中，mirna芯片具有广泛的应用前景，有望为疾病的早期诊断和治疗提供新的突破。
miRNA的生物合成过程
miRNA的生物合成过程miRNA（microRNA）是一类由大约21-25个核苷酸组成的非编码RNA分子，对细胞内的基因表达和调控起重要作用。
miRNA的生物合成过程包括基因的转录、初级转录物的加工和成熟miRNA的产生。
在这个过程中，miRNA会通过与RNA识别因子相互作用，组成一系列的复合物，以确保miRNA的精确形成。
1. 基因的转录：miRNA通常位于基因组的非编码区域，它们类似于蛋白编码基因，通过RNA聚合酶II（RNA polymerase II）进行转录。
miRNA基因一般由多个启动子调控。
在miRNA基因转录过程中，转录起始位点附近的DNA序列会招募转录因子形成启动复合物，促进RNA聚合酶II的结合和转录。
miRNA的转录一般产生一条长的初级转录物（primary transcript），也称为pri-miRNA。
2. 初级转录物的加工：初级转录物包含了一个或多个miRNA前体（pre-miRNA）序列，这些序列通常与其他部分形成长的非双链RNA结构。
初级转录物要经过加工才能形成成熟的miRNA。
在细胞核中，pri-miRNA会与多种RNA结合蛋白（RNA-binding proteins）形成大的复合物，其中一个重要的复合物是由RNase III酶Drosha和其辅助蛋白DGCR8（DiGeorge综合征相关的Crisl蛋白8）构成的Drosha复合物。
Drosha复合物切割初级转录物的发夹结构，将之切割为约70nt的序列，也称为预miRNA（pre-miRNA）。
3. 转运和剪切：pre-miRNA被转运到细胞质。
在细胞质中，另一个RNase III酶Dicer与其辅助蛋白Loquacious（Loqs）形成复合物，该复合物接下来与pre-miRNA结合。
Dicer复合物直接剪切pre-miRNA的发夹结构的一部分，产生一条两链RNA的前体（pre-miRNA）和一个短的RNA序列，称为miRNA星序列（miRNA*）或反义miRNA（antisense miRNA）。
siRNA和miRNA简介
• SIRNA和MIRNA的基本概念 • SIRNA和MIRNA的生物合成与功能 • SIRNA和MIRNA在疾病诊断和治疗
中的应用 • SIRNA和MIRNA的挑战与前景
01
SIRNA和MIRNA的基本概念
SIRNA的定义和特性
总结词
sirna是一种小干扰核酸，具有调节基 因表达的作用。
SIRNA和MIRNA的发现历程
总结词
sirna和mirna的发现经历了漫长的研究历程。
详细描述
sirna的发现可以追溯到1998年，当时Fire等人发现注射了sirna的线虫在短时间内死亡。 随后，人们逐渐认识到sirna具有调节基因表达的作用。而mirna的发现则可以追溯到 1993年，当时Lee等人发现了第一个mirna lin-4。随着研究的深入，人们逐渐认识到 mirna在生物体内的广泛存在和重要作用。
THANKS
感谢观看
mirna可以用于神经性疾病的治疗，通过调 节神经细胞相关基因的表达，改善神经功能 和认知能力。
SIRNA和MIRNA的联合应用
联合诊断
sirna和mirna可以联合应用于疾病诊断 ，通过检测不同基因的表达水平，提高 诊断的准确性和可靠性。
VS
联合治疗
sirna和mirna可以联合应用于疾病治疗， 通过不同途径调节基因表达，增强治疗效 果，降低副作用。
03
SIRNA和MIRNA在疾病诊断和 治疗中的应用
SIRNA在疾病诊断和治疗中的应用
癌症诊断
sirna可以用于癌症诊断，通过检 测癌症相关基因的表达水平，有 助于早期发现肿瘤。
病毒性疾病治疗
sirna可以用于治疗病毒性疾病， 通过抑制病毒基因的表达，降低 病毒复制，缓解病情。
miRNA基本知识
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。
miRNA
什么是MicroRNA (miRNA)?MicroRNA (miRNA) 是一类长度约为20-24nt的具有调控功能的非编码RNA。
miRNA 主要参与基因转录后水平的调控。
这些miRNA基因首先在细胞核内转录成前体转录本（primary transcripts miRNA, pri-miRNA），在核糖核酸酶Drosha的作用下剪切形成约60-70nt 的miRNA前体（或者称为pre-miRNA），然后Ran-GTP /Exportin 5将pre-miRNA转运到细胞质，随后，另一个核糖核酸酶Dicer将其剪切成约为22个核苷酸长度的miRNA :miRNA双链。
这种双链很快被引导进入RNA诱导沉默复合体（RISC）中，其中一条单链miRNA被降解，另一条成熟的单链miRNA分子，通过与靶基因的3’UTR区互补配对，对靶基因进行降解或者翻译抑制。
miRNA的特点1．细胞特异性：不同组织不同细胞miRNA的表达谱特征不同，从而可以作为某些组织或细胞的特异性分子标志。
2．“时空”特异性：细胞在不同发育阶段，miRNA组成不同，在特定细胞的特定阶段出现特定的miRNA，决定细胞的分化方向和分化时相，是细胞定时、定向分化的开关。
3．保守性：不同种属、不同组织器官以及不同细胞之间相同的miRNA分子具有相似的调控功能。
4．miRNA作用靶点：miRNA多为呈“时空”特异性表达的转录调控基因以及凋亡调控基因，通过调控细胞增殖和细胞凋亡，从而调控细胞功能和结构变化。
5．稳定性高：miRNA 在PH改变，DNA以及RNA裂解酶的作用下，不易降解，具有很高的稳定性。
miRNA 技术的应用免疫学应用（T/B 淋巴细胞）miRNA,作为生命过程中一类重要调节分子参与细胞的生长、发育、分化、凋亡等基本的生理过程,对于细胞的信号转导、组织器官的分化发育也有一定的调节作用。
在人类疾病（白血病、肿瘤、精神病及自身免疫性疾病等）中发现了特征性的异常miRNA表达,进一步说明该分子在生理病理状态下的重要作用。
mirna基因的基本组成单位
mirna基因的基本组成单位
miRNA（microRNA）是一种短（约22核苷酸）的非编码RNA分子，它们参与到基因表达的调节中。
miRNA的基本组成单位是核苷酸，它们组成了一条具有二级结构的RNA链。
这个RNA链主要包括：
1. 标志序列：miRNA的5’末端存在一小片（1-3个核苷酸）的磷酸化并被加上一个7-氧甲基鸟苷的“CAP”结构，这是绝大多数真核生物mRNA 的共同特征。
2. 稳定序列：miRNA的中部和末端形成了一个稳定的双链结构（miRNA/miRNA*），这个结构通常是细胞外环境中的酶所不能降解的，因此保证了miRNA的稳定性。
3. 3’末尾：miRNA的3’末端存在一个带有一串腺苷（A）的尾巴，这是RNA多腺苷化酶添加上去的。
miRNA的基本组成单位并不复杂，但是它们可以对基因表达产生深远的影响。
特别是现代生命科学中的RNA干扰技术得以应用，使得这种短的非编码RNA分子在基因表达调节领域的应用更加广泛和深入。
miRNA
概念：microRNAs（miRNAs）是一种小的，类似于siRNA的分子，由高等真核生物基因组编码，miRNA通过和靶基因mRNA碱基配对引导沉默复合体（RISC）降解mRNA或阻碍其翻译。
miRNAs在物种进化中相当保守，在植物、动物和真菌中发现的miRNAs只在特定的组织和发育阶段表达，miRNA组织特异性和时序性，决定组织和细胞的功能特异性，表明miRNA在细胞生长和发育过程的调节过程中起多种作用。
miRNA 的特点:广泛存在于真核生物中, 是一组不编码蛋白质的短序列RNA , 它本身不具有开放阅读框架(ORF) ;通常的长度为20～24 nt , 但在3′端可以有1～2 个碱基的长度变化;成熟的miRNA 5′端有一磷酸基团, 3′端为羟基, 这一特点使它与大多数寡核苷酸和功能RNA 的降解片段区别开来；多数miRNA 还具有高度保守性、时序性和组织特异性。
miRNA的产生和作用机理miRNA基因通常是在核内由RNA聚合酶II(polII)转录的，最初产物为大的具有帽子结构(7MGpppG)和多聚腺苷酸尾巴(AAAAA)的pri-miRNA。
pri-miRNA在核酸酶Drosha和其辅助因子Pasha的作用下被处理成70个核苷酸组成的pre-miRNA。
RAN–GTP和exportin 5将pre-miRNA输送到细胞质中。
随后，另一个核酸酶Dicer将其剪切产生约为22个核苷酸长度的miRNA:miRNA双链。
这种双链很快被引导进入沉默复合体(RISC)复合体中，其中一条成熟的单链miRNA保留在这一复合体中。
成熟的miRNA结合到与其互补的mRNA的位点通过碱基配对调控基因表达。
与靶mRNA不完全互补的miRNA在蛋白质翻译水平上抑制其表达（哺乳动物中比较普遍）。
然而，最近也有证据表明，这些miRNA也有可能影响mRNA的稳定性。
使用这种机制的miRNA结合位点通常在mRNA的3’端非编码区。
mirna归一化处理
mirna归一化处理
miRNA（microRNA）归一化处理是在miRNA表达数据分析中常用的一项重要步骤。
miRNA归一化的目的是消除样本间的技术差异，使得不同样本之间的miRNA表达水平可以进行比较和分析。
miRNA归一化处理的方法有很多种，常用的包括全基因组归一化、参考基因物种归一化和内参物种归一化等。
全基因组归一化是将miRNA表达数据中的所有miRNA信号进行归一化处理，使得它们的总和或平均值相等。
参考基因物种归一化是以外源miRNA或者其他物种的miRNA作为参考，对miRNA表达数据进行归一化处理。
内参物种归一化则是以内源miRNA作为参考，对miRNA表达数据进行归一化处理。
在miRNA表达数据的归一化处理中，还需要考虑到一些因素，比如样本数量、实验平台的差异、实验误差等。
因此，在选择合适的miRNA归一化方法时，需要综合考虑这些因素，以确保数据的准确性和可靠性。
总的来说，miRNA归一化处理是miRNA表达数据分析中至关重要的一步，它能够消除样本间的技术差异，使得不同样本之间的
miRNA表达水平可以进行比较和分析，为后续的生物信息学分析提供可靠的数据基础。
表观遗传学之miRNA简介
阐述miRNA命名的依据和规则，以及 与mRNA的区别和联系。
02
mirna的生物合成与功能
mirna的生物合成过程
01
初级转录物的形成
在RNA聚合酶的作用下，DNA转录产生初级转录物。
02
初级转录物的加工
初级转录物经过加帽、加尾等加工na参与细胞分化与发育过程，通过调控特定基因的表达，影
响细胞命运和组织发育。
肿瘤发生与发展
03
一些mirna在肿瘤中发挥致癌或抑癌作用，通过调控肿瘤相关基
因的表达，影响肿瘤的发生、发展与转移。
mirna与疾病的关系
心血管疾病
研究发现，某些mirna在心血管疾病中发挥重要作用，如mir-133、 mir-208等。
3
miRNA在表观遗传学中具有重要的调控作用，可 以影响细胞发育、分化、凋亡等过程。
表观遗传学与疾病的发生发展
表观遗传学异常可以导致基因表 达模式的改变，从而影响细胞功
能，参与疾病的发生发展。
许多疾病的发生发展与表观遗传 学的异常改变有关，如肿瘤、神 经退行性疾病、代谢性疾病等。
表观遗传学的研究为疾病的诊断、 治疗和预防提供了新的思路和方
表观遗传学的研究内容主要包括DNA甲基化、组蛋白乙酰化、组蛋白甲基化、染 色质重塑和非编码RNA等。
mirna在表观遗传学中的作用
1
miRNA是一类内源性的非编码RNA，通过与靶 mRNA的3'UTR结合，在转录后水平调控基因的 表达。
2
在表观遗传学中，miRNA可以影响基因的表达模 式，通过与靶基因的mRNA结合，在转录后水平 抑制基因的表达。
03
microRNA简介
micro RNAMicroRNA (miRNA) 是一类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，它们在动植物中参与转录后基因表达调控。
到目前为止，在动植物以及病毒中已经发现有28645 个miRNA 分子(Release 21: June 2021) 。
大多数miRNA 基因以单拷贝、多拷贝或基因簇(cluster) 的形式存在于基因组中(Lagos2Quintanaet al , 2001 ; Lau et al , 2001) 。
中文名MicroRNA性质非编码单链RNA 分子特点由内源基因编码的长度等缩写miRNA简介MicroRNA (miRNA) 是一类内生的、长度约为20-24个核苷酸的小RNA，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。
最近的研究说明大约70 %的哺乳动物miRNA 是位于TUs区( transcriptionmicro RNA units , TUs ) ( Rodriguez et al ,2004) , 且其中大局部是位于内含子区( Kim &Nam , 2006) 。
一些内含子miRNA 的位置在不同的物种中是高度保守的。
miRNA 不仅在基因位置上保守, 序列上也呈现出高度的同源性(Pasquinelli etal , 2000 ; Ruvkun et al , 2001 ; Lee & Ambros ,2001) 。
miRNA 高度的保守性与其功能的重要性有着密切的关系。
miRNA 与其靶基因的进化有着密切的联系, 研究其进化历史有助于进一步了解其作用机制和功能。
MicroRNAMicroRNA〔miRNA〕是一类内生的、长度约20-24个核苷酸的小RNA，几个miRNAs也可以调节同一个基因。
MicroRna的名词解释
MicroRna的名词解释MicroRNA（miRNA）即微小RNA，是一类短小的非编码RNA分子，由约20-25个核苷酸碱基组成。
它们在细胞内起到调控基因表达的重要作用。
miRNA最初在1993年被发现，并于2001年被确认为一种以RNA介导的基因调控机制。
由于其重要性，研究人员在过去二十多年中对miRNA的功能、生物合成及其与疾病的关联进行了广泛研究。
在细胞中，miRNA通常通过特定的途径产生。
首先，miRNA的基因在细胞核中被转录成原初miRNA（pri-miRNA），然后这些原初miRNA被一种叫做RNase III的酶酶切成较短的酶切体（pre-miRNA）。
之后，pre-miRNA通过核小体(this part 不好理解) 被转运到胞质中。
在胞质中，酶切体经过进一步的加工成熟，形成双链的miRNA。
这些miRNA双链被一种叫做RNA蛋白复合体（RNA-induced silencing complex，RISC）的复合物识别和结合，然后RISC通过识别其特异底物的序列，将miRNA与这些底物结合，从而实现了基因的调控。
miRNA的目标基因多种多样，涉及到生物体内许多基本的生物过程。
通过调控靶基因的表达，在细胞增殖、分化、凋亡、细胞迁移和入侵等方面发挥着重要作用。
许多研究表明，miRNA的异常表达与多种疾病的发生和发展密切相关，包括肿瘤、心血管疾病、炎症性疾病、神经退行性疾病等。
因此，研究miRNA的生物学功能和其在疾病发展中的调控机制对于开发新的治疗手段具有重要意义。
miRNA在基因调控中的作用机制包括相对于mRNA的降解、抑制转录和抑制翻译。
其中，通过修饰靶mRNA，使其在转录水平上下调控，是miRNA最重要的作用方式。
miRNA与靶mRNA的结合可以导致靶mRNA的降解或抑制翻译，从而影响编码蛋白的表达水平。
研究表明，miRNA能够与靶mRNA特异地配对，通过与靶mRNA的3'非翻译区（3' UTR）相互作用，从而实现基因调控。
microRNA简介
micro RNAMicroRNA (miRNA) 是一类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，它们在动植物中参与转录后基因表达调控。
到目前为止，在动植物以及病毒中已经发现有28645 个miRNA 分子(Release 21: June 2014) 。
大多数miRNA 基因以单拷贝、多拷贝或基因簇(cluster) 的形式存在于基因组中(Lagos2Quintanaet al , 2001 ; Lau et al , 2001) 。
中文名MicroRNA性质非编码单链RNA 分子特点由内源基因编码的长度等缩写miRNA简介MicroRNA (miRNA) 是一类内生的、长度约为20-24个核苷酸的小RNA，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。
最近的研究表明大约70 %的哺乳动物miRNA 是位于TUs区( transcriptionmicro RNA units , TUs ) ( Rodriguez et al ,2004) , 且其中大部分是位于内含子区( Kim &Nam , 2006) 。
一些内含子miRNA 的位置在不同的物种中是高度保守的。
miRNA 不仅在基因位置上保守, 序列上也呈现出高度的同源性(Pasquinelli etal , 2000 ; Ruvkun et al , 2001 ; Lee & Ambros ,2001) 。
miRNA 高度的保守性与其功能的重要性有着密切的关系。
miRNA 与其靶基因的进化有着密切的联系, 研究其进化历史有助于进一步了解其作用机制和功能。
MicroRNAMicroRNA（miRNA）是一类内生的、长度约20-24个核苷酸的小RNA，几个miRNAs也可以调节同一个基因。
mirna的结构功能及表达原理
mirna的结构功能及表达原理mirna是一类短小非编码RNA分子，其长度一般为20-24个核苷酸，具有广泛的生物学功能。
本文将从结构、功能及表达原理三个方面进行阐述。
一、结构mirna是由基因转录形成的，包括一个长的原始mirna转录物（pri-mirna）和一个成熟的mirna。
pri-mirna在细胞核中由RNA 聚合酶II转录，具有一个带有花环结构的长链RNA。
随后，pri-mirna经过核内加工，形成一个预mirna，长度约为70-100个核苷酸。
最后，预mirna在细胞质中进一步加工，形成成熟的mirna。
二、功能mirna主要通过与靶基因的mRNA相结合，调节基因的表达。
当mirna与mRNA的3'非翻译区相结合时，可以发挥以下功能：1.翻译抑制：mirna与mRNA结合后，可以阻止mRNA的翻译过程，从而抑制蛋白质的合成。
2.降解mRNA：mirna与mRNA结合后，可以引起mRNA的降解，从而降低该基因的表达水平。
3.转运mRNA：mirna与mRNA结合后，可以引导mRNA转运到细胞质中的P体，进一步调控基因表达。
三、表达原理mirna的表达受到多个调控因素的影响，包括转录因子、DNA甲基化、组蛋白修饰等。
在mirna的基因转录过程中，转录因子可以结合到mirna基因的启动子上，促进或抑制mirna的转录。
此外，DNA甲基化和组蛋白修饰也可以通过改变染色质的结构和稳定性，进而影响mirna的转录。
mirna的表达还受到细胞外环境的调节。
例如，在细胞应激或病理状态下，一些细胞因子和信号通路的活化会影响mirna的表达。
此外，mirna还可以通过细胞外囊泡的方式，在细胞间传递，从而影响靶基因的表达。
总结：mirna是一类具有重要生物学功能的非编码RNA分子。
其结构包括长链的pri-mirna和成熟的mirna，通过与mRNA相结合，调节基因的表达。
mirna的表达受到多个因素的调控，包括转录因子、DNA甲基化和组蛋白修饰等。
mirna命名原则
mirna命名原则Mirna命名原则是指在研究和命名小RNA分子（即microRNA）时遵循的一些规则和准则。
Mirna命名原则的制定旨在确保命名的准确性、一致性和易于理解。
本文将介绍Mirna命名原则以及其在科学研究中的重要性。
Mirna命名原则要求遵循一定的命名规则。
通常，小RNA分子的命名由两部分组成，即miR-和一个数字，例如miR-21。
miR-表示microRNA的缩写，后面的数字代表该分子的序号。
这种命名方式简洁明了，便于识别和记忆。
Mirna命名原则还要求根据小RNA分子的进化关系进行分类。
根据进化关系的不同，可以将小RNA分子分为不同的家族，每个家族有一个独特的名称。
这种分类方式有助于研究人员理解小RNA分子的功能和进化过程。
Mirna命名原则还要求对新发现的小RNA分子进行命名时，应该避免使用与已有名称相似的命名。
这样可以避免混淆和误解，确保命名的唯一性和准确性。
Mirna命名原则的制定对于科学研究具有重要意义。
首先，准确的命名可以帮助研究人员区分不同的小RNA分子，从而更好地理解其功能和作用机制。
其次，一致的命名规则有助于科研人员之间的交流和合作，避免了命名上的混乱和误解。
此外，Mirna命名原则还可以帮助研究人员追踪和记录小RNA分子的研究进展，有助于建立起一个完整和准确的数据库。
然而，Mirna命名原则也存在一些问题和争议。
例如，随着研究的深入，发现了越来越多的小RNA分子，命名的规则和系统性也变得复杂起来。
此外，命名的准确性也受到研究人员个体之间的主观因素的影响，有时可能存在一定的歧义。
为了解决这些问题，科研人员正在努力制定更加统一和规范的命名原则。
例如，一些学术组织和数据库已经建立了专门的命名系统和规则，以确保命名的准确性和一致性。
此外，一些研究人员还提出了基于序列特征和结构特征的命名方法，以进一步提高命名的准确性和可理解性。
Mirna命名原则是研究和命名小RNA分子时应遵循的一些规则和准则。
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⑤ siRNA 与靶mRNA完全互补配对结合； miRNA 与靶RNA 并不完全互补, 存在错配现象 ⑥ 对靶RNA 的特异性不同：siRNA 的靶序 列有一个核苷酸突变, 就会影响到RNAi 的沉默效 应；若靶RNA 有一个位点突变, miRNA 是不能完 全识别的, 也不会影响到miRNA 途径的调节效应 ⑦ siRNA 通过RNAi 途径发挥功能; miRNA 通过miRNA 途径发挥作用, 也能直接介导RNAi, 靶向裂解mRNA ⑧ miRNA 可能比siRNA 的功能更加广泛, 它能在RNA 代谢的多个层面上对与其同源的底 物进行调控
miRNA的组织特异性和时序性，决定组织和 细胞的功能特异性，表明miRNA 在细胞生长和发 育过程的调节过程中起多种作用。 通过对已发现的miRNA的基因序列、加工表 达方式、生理功能等方面的研究表明: miRNA具 有与生物体阶段性发育密切相关的重要调控功能。 但也可能参与了空间发育、应激性、细胞周期和 基因重组等过程。 现在除了lin-4和let-7外, 其它miRNA统一用 miR #(#代表数字)表示miRNA,而mir #(#代表数字) 表示相应的编码基因。
Hutvagner等(2002) 对miRNA let-7的研究,发 现了一个规律： miRNAs与mRNAs结合的 互补程度决定了miRNAs 将以何种机制发生作用， 即完全的互补引起RNAi， 不完全互补则导致翻译抑 制（图3）。
4. miRNA与siRNA的区别和联系
区别： ① siRNA 是在病毒感染或人工插入dsRNA 后诱导而成的; 而miRNA 则是细胞内RNA 的固有 组分之一 ② siRNA 来源于转基因或病毒RNA ; miRNA 来源于内源转录本 ③ siRNA由长dsRNA 转变而来；miRNA由 具有发夹状结构的pre-miRNA转变而来 ④ siRNA 主要以双链形式存在, 其3′端存在2 个非配对的碱基通常为UU ；miRNA主要以单链 形式存在
命科学领域里新的研究热点。
7. 1
7. 2
由于siRNA、miRNA 及其他小RNA 的发现
使得RNA 转变为当今世界的研究热点。当前我们 所面临的挑战是: 这些miRNA 到底具有何功能, 它们是如何识别潜在反义的靶mRNA , 这些 miRNA 间相互调节作用的结果是什么。 总之, 未来的世界是RNA 的世界, 它将是生
它与siRNA 有很多相似之处，但也有很大
不同。对microRNA 的研究将会对转录后
基因调节领域的发展产生深远影响。
1. miRNA的概念
miRNA是microRNA(微RNA)的简称, 是一 些5′端带磷酸基团、3′端带羟基的, 长度为22 (19～25)核苷酸左右的非编码调控RNA家族。
miRNA 广泛存在于多种真核生物中。最早 发现的miRNA是线虫中的let -7和lin-4。运用多 种实验方法以及生物信息学方法，已经找到了几 千种miRNA(表1)。
现在, 欧美等发达国家已将有关miRNA 的研 究广泛而深入地运用到组织器官的定向发育, 细 胞生长分化的时空调节, 信号通路的开启和关闭, 细胞周期的监测与调控, 学习与记忆, 肿瘤的逆分 化, 肥胖、衰老和死亡, 疾病的防治以及有目的的 基因表达调控上。 举例1：miRNAs参与生命过程中一系列的 重要进程, 包括早期发育(Reinhart 2000), 细胞增 殖, 细胞凋亡, 细胞死亡(Brennecke 2003）, 脂肪 代谢（Xu 2003)和细胞分化(Kawasaki 2003)。
miRNA及其功能研究进展
南开大学医学院
1. miRNA的概念 2. miRNA的特征 3. miRNA的生成和作用机制
4. miRNA与siRNA的区别和联系
5. miRNAs的识别方法 6. miRNA研究的重要意义 7. miRNA的研究动向及展望
作为Science 2002年十大科技突破的 第一名－－microRNA 成为生物学研究的 一大焦点。它在生物的发育时序调控和疾病 的发生中起到非常重要的作用。研究发现，
寻找调控的miRNA 基因以及 miRNA 的靶基 因, 揭示miRNA 具体的作用机制是非常重要的. 现 在摆在科学家们面前的两大问题就是: 在各种生 物中找齐这些miRNA 和找到它们的靶基因并揭示 它们的功能, 这也可以说是后基因组时代需要解决 的问题之一。
7. miRNA的研究动向及展望
●
program ‘mfold’软件来判断C. elegans 和C. briggsae 之间的 高度保守区域是否含有潜在的miRNA前体，然后 用Northern Blots方法来确定这些 miRNAs 是否真 正表达了。
● 有的实验室通过一种RNA folding
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
尽管有数百个miRNAs通过生化或者是生物信 息学的方法被鉴别出来, 但这只不过是沧海一粟。 由于很多已鉴别出来的miRNAs是从单个克隆中鉴 别出来的, 所以可以假设还有很多miRNAs在分离 和鉴定过程中被“漏掉”了, 测序工作还远远不够。
miRNA的作用机制－－至少有2种作用机制
1）与靶mRNA的3′端非翻译区（UTR ）结合， 介导翻译调控－－miRNA与靶mRNA的3′UTR区是一种非完全互补结合，阻止靶 mRNA的翻译，影响蛋白质表达水平，从而抑 制基因表达，但并不影响靶mRNA的稳定性
2）与靶mRNA的翻译区结合，直接引起切割－－ 类似RNAi
3. miRNA的生成和作用机制
据体内外实验研究表明，miRNA的生成至 少需要两个步骤（图1）: a) 在细胞核内，由长的内源性转录本(primiRNA)生成70nt的具有茎环结构的miRNA前 体(pre-miRNA); b) 在细胞质内，在Dicer作用下将premiRNA加工为成熟的miRNA。
联系： ① 二者的长度都约22 nt 左右 ② 二者同是Dicer 产物, 因此具有Dicer 产物 的特点 ③ 二者的生成都需Argonaute 家族蛋白存在 ④ 二者同是RISC 的组分, 因此在siRNA 和 miRNA 介导的沉默机制上有重叠
5. miRNAs的识别方法
多个研究小组采用生物化学结合生物信息学的 方法开展对miRNAs的研究工作。 ● 由于据推测miRNAs都是由Dicer酶降解RNA得 到的, 21～23个碱基大小、有5’端磷酸基和3’羟基的 RNA片断, 有的实验室采用改良的定向克隆方法筛 选具有相同特征的小分子-----筛选一定大小的RNA 分子, 连接到3’和5’的适配子（adapters）, 逆转录 并通过PCR扩增、亚克隆和测序。miRNA前体在 基因组上的定位和聚类是通过向基因组数据库查 询进行。该方法有助于判断miRNAs是否是 mRNAs, tRNAs, rRNAs等分子的降解产物。
miRNA是一类长度很短的非编码调控单链小 分子RNA,长度约21～22 个核苷酸(少数小于20个 核苷酸) , 通过和靶基因mRNA 碱基配对引导沉默 复合体 (RISC) 降解mRNA 或阻遏其翻译, 从而对 基因进行转录后表达的调控 。
MicroRNAs 是最早于1993年在线虫中发现的 抑制性小RNA分子。miRNAs 在物种进化中相当 保守，在植物、动物和真菌等多细胞真核生物中 发现的miRNAs 只在特定的组织和发育阶段表达。
2. miRNA的特征
1）广泛存在于真核生物中,是一组不编码蛋白 质的短序列RNA, 它本身不具有开放阅读框 架(ORF) 2） 通常的长度为20～24nt 3）成熟miRNA的5′端是磷酸基, 3′端为羟基 4）具有生物间高度的保守性 5）具有基因簇集现象 6）表达具有细胞特异性或组织特异性 7) 表达呈现时序特异性
6. miRNA 研究的重要意义
RNA一度被认为仅仅是DNA和蛋白质之间 的“过渡”, 但越来越多的证据清楚地表明， RNA在生命的进程中扮演的角色远比我们早前 设想的更为重要。 随着对小分子RNA研究的不断深入, 研究人 员开始认识到:
小分子RNA的世界一点都不小!
miRNA研究的飞速发展也得益于RNAi 的发现. 但与此不同的是, miRNA 是生物体内源的小RNA 分子, 研究表明它们在生物体内不仅仅是代谢的产 物, 而是机体有目的编码的重要的调控分子。它们 参与生物体的生长、发育、衰老、死亡的调控。 随着研究的深入, miRNA 将在生命起源和物 种进化、基因表达调控的复杂性、疾病发生和发 展的机制等方面起到更为深远的作用。 同时, miRNA 的研究亦将为RNAi 技术的应用提供新的 依据、思路和空间。
然而，大多数miRNAs的功能仍然是个谜?!
2007年《Science》十大科学进展以miRNA、 人工制造的微生物、新的计算机芯片材料等作为 了2008年应该注意的领域，其中小分子RNA这个 让人目眩神迷的“神奇小子”可以说发展前景不 可限量。 然而无论从基础研究还是治疗药物学研究方 面，小分子RNA研究还属于幼年期。2007年研究 人员发现miRNAs这种非编码RNAs不仅只用于抑 制基因表达，而且也具有转录激活这一完全相反 的作用；同时在miRNA基础功能研究方面，研究 人员还发现miRNA能引起肿瘤扩散，促进实体肿 瘤转移，侵染其它组织，这些都说明对于miRNA 的功能了解我们还尚未看清楚其“庐山真面目”。
(图1 所示的是miRNA 合成及作用通路并附siRNA 的通路以作比较)
Drosha酶介导从pri-miRNA到~70 nt pre-miRNA 的剪切过程，该过程发生在核内。 Drosha 和Dicer 酶均为RNaseIII 家族的成员。 RNaseIII 是双链RNA特异性核酸内切酶(图2)。
举例2：一项研究表明, 2个miRNAs水平的下 降和慢性淋巴细胞白血病之间显著相关, 提示 miRNAs和癌症之间可能有潜在的关系(Calin 2002)。 尽管对miRNA的研究还处于初级阶段, 据推 测miRNAs在高级真核生物体内对基因表达的调 控作用可能和转录因子一样重要。有一种看法是: miRNAs可能代表在一个新发现的层次上的基因 表达调控方式。