长非编码RNA作为潜在的重要调控因子
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长非编码RNA作为潜在的重要调控因子
人类基因组中约有2%的序列编码蛋白质,非编码RNA(non-coding RNA)则
占据了剩下的98%。
长非编码RNA是指长度超过200个核苷酸的非编码RNA。
在过去很长一段时间里,人们对长非编码RNA的研究比较少,常常被认为是“垃圾DNA”的一部分。
但是,最近的研究表明,长非编码RNA在基因调控、疾病发生
等方面起着重要作用,成为了一个备受关注的话题。
一、长非编码RNA在基因调控中的作用
在人类基因组中,长非编码RNA可以通过多种方式调控基因表达。
其中,一
种常见的方式是通过结合到DNA或RNA上的蛋白质,形成复合物,进而控制基
因转录。
例如,长非编码RNA HOTAIR(HOX transcript antisense RNA)可以结合
到多种转录因子和修饰酶上,通过调节黑色素瘤相关基因(melanoma-associated genes)的表达,影响黑色素瘤的发生。
除此之外,长非编码RNA还可以通过竞争性结合到microRNA(miRNA)上,影响miRNA对靶基因的结合。
miRNA是一类长度约20-25个核苷酸的RNA,能
够与靶基因的3'非翻译区结合,抑制靶基因的转录或翻译。
长非编码RNA的干扰
可能会竞争性地释放miRNA,使其无法绑定到靶基因上,进而增加靶基因的表达。
例如,长非编码RNA GAS5(growth arrest-specific transcript 5)可以结合到miR-21上,影响miR-21在癌细胞中的表达,从而降低癌细胞的增殖和侵袭能力。
二、长非编码RNA在疾病中的作用
长非编码RNA在疾病发生和进展中也起着重要作用。
例如,在心血管疾病中,长非编码RNA ANRIL(antisense non-coding RNA in the INK4 locus)的表达水平明显升高,可以通过调控原癌基因Bcl-2和炎症因子NF-κB等的表达,促进心血管疾病的发生。
另外,一些长非编码RNA的表达异常也与某些肿瘤的发生和进展密切
相关。
例如,长非编码RNA HULC(highly up-regulated in liver cancer)在肝癌中
的表达明显升高,可以通过调节转录因子和细胞周期相关基因等的表达,促进肝癌细胞的增殖和侵袭。
同时,一些长非编码RNA在肿瘤治疗中也显示出了很好的应用前景。
例如,长非编码RNA H19在乳腺癌细胞中的表达水平升高,可以作为诊断和预后的生物标志物。
同时,已经有一些研究发现,针对H19的靶向治疗可以有效抑制乳腺癌细胞的增殖和侵袭。
三、结语
长非编码RNA作为一类新型的分子调控因子,近年来得到了越来越广泛的关注。
在人类基因组中的复杂调控网络中,长非编码RNA扮演着愈加重要的角色。
虽然长非编码RNA的功能机制尚未完全阐明,但是其在基因调控、疾病发生和治疗中的作用已经开始显露出来。
未来的研究将继续深入揭示长非编码RNA的生物学功能和临床应用前景,为人类的健康贡献更多的智慧。