miRNA及其染色体定位 - 360文档中心

miRNA简介

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。

microrna与靶基因结合位点

microrna与靶基因结合位点（原创版）目录一、引言二、microrna 与靶基因结合位点的关系1.定义和作用2.结合位点的特点三、如何找到 microrna 的靶基因1.计算机生物信息学软件预测2.生物学实验方法四、靶基因的功能和影响因素1.基因和 microrna 有多个结合位点2.靶基因 3‘-utr 区的 snp 影响结合五、如何验证 microrna 与靶基因的结合1.实验验证2.数据库和文献查询六、结论正文一、引言microRNA（microrna，简称 miRNA）是一类内源性的、短的、非编码的 RNA 分子，其在细胞内调控基因表达，影响多种生物学过程。

miRNA 通过与靶基因的结合，可以抑制其表达，进而影响相应的生物学功能。

因此，研究 miRNA 与靶基因的相互作用，有助于深入理解生命过程中的基因调控机制。

二、miRNA 与靶基因结合位点的关系1.定义和作用miRNA 与靶基因的结合位点是指 miRNA 在与靶基因相互作用时，能够结合的特异性序列区域。

这些结合位点通常位于靶基因的 3‘-UTR（非翻译区）区域，具有较高的保守性。

miRNA 通过与结合位点的配对，可以引导核酸酶剪切靶 mRNA，从而抑制基因表达。

2.结合位点的特点miRNA 结合位点通常具有以下特点：（1）长度：结合位点的长度一般在 7-8 个核苷酸之间；（2）序列：结合位点内的序列与 miRNA 的互补序列相互匹配，存在碱基互补配对关系；（3）保守性：结合位点在不同物种、不同组织中的序列具有较高的保守性。

三、如何找到 miRNA 的靶基因1.计算机生物信息学软件预测通过计算机生物信息学软件预测 miRNA 的靶基因，是目前研究miRNA 靶基因的主要方法。

这些软件根据已证实的 miRNA 及其靶基因序列之间的相互作用规律，设计出一些常用原则，从而预测新的 miRNA 靶基因。

常见的生物信息学软件有 miranda、targetscan 和 targetscans 等。

miRNA技术详述

miRNA技术详述日期：2012-04-26 来源：未知作者：网友点击：730次摘要：miRNAs是一类重要的内源性小的非编码RNA分子，大约由21-25个核苷酸组成。

miRNA通常靶向一个或者多个mRNA，通过抑制翻译或降解靶标mRNAs而调节基因的表达。

人类基因组中大约存在超过1000条miRNA，其在多种人体细胞类型中大量表达，估计其调节超过60%的哺乳动物基因。

找产品，上生物帮>> >>相关专题解读miRNA （MicroRNA）引述精准的基因表达调控对生物体的生长发育和功能至关重要。

过去对基因表达调控的研究主要集中在转录因子介导的基因转录调控方面(激活或抑制基因转录)。

而RNA一度被认为是DNA和蛋白质之间的“过渡”，但越来越多的证据清楚的表明RNA在生命的进程中扮演的角色远比早前的设想重要，晚近发现一系列小分子非编码RNA(small noncoding RNA)，包括miRNA (microRNA)，siRNA (small interfering RNA)，piRNA (piwi-interacting RNA)和e siRNA(endogenous siRNA)等，这些小RNA组成了RNA调控网络，在转录水平、转录后及表观遗传等水平控制基因的表达，参与调控包括细胞增殖、分化和凋亡等进程，影响着生物体的生长发育和多种病理过程。

小RNA的发现也揭示了真核生物全新的基因表达调控方式。

miRNAs是一类重要的内源性小的非编码RNA分子，大约由21-25个核苷酸组成。

miRNA通常靶向一个或者多个mRNA，通过抑制翻译或降解靶标mRNAs而调节基因的表达。

人类基因组中大约存在超过1000条miRNA，其在多种人体细胞类型中大量表达，估计其调节超过60%的哺乳动物基因。

miRNA在植物界和后生动物界间表现不同的特性。

在植物中，miRNA与其靶基因通过近乎完美互补的方式相结合;而在后生动物中，经常是一条miRNA可以和靶基因的多个位点相结合，或是一条miRNA调节多种靶基因。

miRNA的研究进展

miRNA 在免疫系统中的研究进展摘要: microRNA(miRNA) 是一类长度约21～25 碱基的非编码蛋白质的单链小分子RNA , 广泛存在于多细胞生物和病毒体内, 主要通过核酸序列互补匹配结合到特定的靶mRNA 上, 抑制靶mRNA 翻译过程或降解靶mRNA , 是一种起负调控作用的分子。

目前越来越多的研究显示, miRNA 广泛参与了生物体多种生理过程, 且相关研究报道也表明其表达及功能失调可能导致肿瘤发生、白血病以及病毒感染等多种病理现象。

本文主要阐述目前在免疫系统中对miRNA 研究的一些进展情况。

关键词: microRNA(miRNA) ; 靶基因; 免疫系统microRNA (miRNA)是近年来发现的能够在转录后水平调节基因mRNA 表达的一组非蛋白编码小RNA 分子, 广泛存在于从病毒、线虫、植物到动物体内。

成熟miRNA 能够通过核酸序列互补识别特定的目标mRNA , 使之降解或抑制其翻译,从而抑制蛋白质的合成, 达到调控基因表达的目的。

miRNA 表达具有空间和时间上的特异性, 是调控其他功能基因表达的重要分子, 在生物体的生长发育过程中发挥着十分重要的作用。

1 miRNA 的发现和定位1993 年, Lee 等在秀丽新小杆线虫( Cae2norhabditis elegan) 中发现了第一个可时序调控胚胎后期发育的基因lin24 , 2000 年, Reinhart 等又在该线虫中发现第二个异时性开关基因let27 。

2001 年10 月《science》报道了三个实验室分别从线虫、果蝇和人体内找到的几十个类似于lin24 的小RNA 基因, 称之为miRNA 。

到目前为止, 根据miRNA regist ry 公布的数据仅仅在人体内就大约存在有528 个miRNA(release 10. 0 , August 2007) ,而通过某些计算机手段预测出来的miRNA数目更远大于此, 约多达1 000 个甚至可能更多, 大约覆盖了3 %人类基因组序列。

miRNA功能筛选鉴定

miRNA功能筛选鉴定miRNA是一类非编码RNA分子，其功能主要通过调控靶基因的表达来发挥作用。

在miRNA功能的筛选鉴定过程中，主要包括以下几个方面的研究内容：miRNA的定位、miRNA靶基因的筛选、miRNA功能调控的验证等。

首先，miRNA的定位是miRNA功能鉴定的关键步骤之一、通过高通量测序技术可以对miRNA分子进行全基因组范围的检测和鉴定。

根据测序数据，可以得到miRNA的序列信息，并利用不同的算法和数据库预测并确认miRNA的结构和功能。

第二，miRNA靶基因的筛选是miRNA功能鉴定的另一重要环节。

miRNA通过与靶基因的mRNA结合，进而调控靶基因的表达。

为了找到miRNA的靶基因，可以利用生物信息学方法对miRNA和mRNA序列进行匹配分析，通过预测算法可以筛选出可能的miRNA靶基因。

此外，还可以利用转录组学分析等方法，通过实验验证靶基因的表达是否受到miRNA的调控，从而筛选出真实的miRNA靶基因。

第三，miRNA功能调控的验证是miRNA功能鉴定的重要步骤。

通过对miRNA过表达或沉默的细胞系或动物模型进行功能实验，可以研究miRNA的生物学功能。

例如，可以通过转染miRNA对靶基因的调控效果进行检测，进一步验证miRNA在调控靶基因表达水平方面的作用。

此外，还可以利用RNA干扰技术抑制miRNA的表达，观察其对细胞生物学特性和基因表达模式的影响，进一步验证miRNA的生物学功能。

同时，还可以通过构建miRNA的敲除动物模型，观察miRNA缺失对生理和病理过程的影响，从而揭示miRNA的功能。

综上所述，miRNA功能筛选鉴定的过程主要包括miRNA的定位、miRNA靶基因的筛选和miRNA功能调控的验证。

通过这一系列研究内容的开展，可以全面深入地了解miRNA的功能及其在生物学和疾病相关过程中的作用，为后续的研究提供重要的理论基础和实验依据。

miRNA技术详细讲解

m i R N AM i c r o R N A s（m i R N A s）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R N A，其大小长约20~25个核苷酸。

成熟的mi R N A s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R N A诱导的沉默复合体（R N A-i n d u c e ds i l e n c i n g c o mp l e x,R I S C），通过碱基互补配对的方式识别靶mR N A，并根据互补程度的不同指导沉默复合体降解靶m R N A或者阻遏靶mR N A的翻译。

最近的研究表明m i R N A参与各种各样的调节途径，包括发育、病毒防御、造血过程、器官形成、细胞增殖和凋亡、脂肪代谢等等。

含有茎环结构的m i R N A前体，经过D i c e r加工之后的一类非编码的小R N A分子（18~25个核苷酸）。

M i R N A，以及mi R I S C s（R N A诱导基因沉默复合物）在动物和植物中广泛表达。

因之具有抑制靶m R N A转录、翻译或者能够剪切靶mR N A并促进其降解的功能，mi R N A 被认为在调控发育过程中有重要作用。

m i c r o R N A s（mi R N A s）是一种小的，类似于s i R N A的分子，由高等真核生物基因组编码，m i R N A通过和靶基因mR N A碱基配对引导沉默复合体（R I S C）降解m R N A或阻碍其翻译。

m i R N A s在物种进化中相当保守，在植物、动物和真菌中发现的m i R N A s只在特定的组织和发育阶段表达，m i R N A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m i R N A 在细胞生长和发育过程中起多种调节作用。

作用机理：m i R N A基因通常是在核内由R N A聚合酶I I(p o l I I)转录的，最初产物为大的具有帽子结构(7M G p p p G)和多聚腺苷酸尾巴(A A A A A)的p r i-mi R N A。

microRNA表

参与调控人类恶性肿瘤的microRNA（P253）microRNA 表达模式miR-15a和miR-16-1 在慢性淋巴细胞白血病患者体内缺失或下调miR-26a和miR-99a 在肺癌细胞系中下调miR-143和miR-145在结直肠癌中表达减少在乳腺、前列腺、子宫颈和淋巴瘤细胞系中下调miR-155 在Burkitt淋巴瘤中上调在霍奇金淋巴瘤、原发性纵隔淋巴瘤和弥漫性大B淋巴细胞中上调在乳腺癌中上调let-7 定位于乳腺、肺、尿路上皮和宫颈癌中的脆性位点在人类肺癌中下调调节原癌基因RAS的表达miR-17-5p和miR-18a 肝细胞癌中含有mir-17基因簇的杂合性缺失区域miR-19a和miR-20a mir-17基因簇所在染色体位点扩增miR-19b-1和miR92-1 在B-CLL患者细胞中上调miR-19a和miR92-1在65%的B细胞淋巴瘤样品中上调mir-17基因簇的pri-mi-RNA在B细胞淋巴瘤的小鼠模型中与C-Myc协同作用直接被C-Myc原癌基因调控在肺癌中过表达miR-21 在乳腺癌组织中上调在成胶质细胞瘤的组织和细胞系中过表达miR-125b-1(lin 4 homolog) 在少数乳腺癌、卵巢癌、肺癌和子宫颈癌中缺失在B细胞ALL患者前体中插入Ig重链基因重排位点miR-221、miR-222和miR-146 在乳头甲状腺癌肿转录水平上调在三种（或更多）实体瘤中最普遍上调的miRNA(P269)MiR 染色体位置乳腺结肠肺胰腺前列腺胃21 17q23.2 ××××××17-5p 13q31.3 ×××××191 3p21.31 ×××××29b-2 1q32.2 ××××223 ×q12 ××××128b 3p22.3 ×××199a-1 19p13.2 ×××24-1 9q22.32 ×××24-2 19p13.12 ×××146 5q33.3 ×××155 21q21.3 ×××181b-1 1q31.3 ×××20a 13q31.3 ×××107 10q23.31 ×××32 9q31.3 ×××92-2 ×q26.2 ×××214 1q24.3 ×××30c 1p34.2 ×××25 7q22.1×××221 ×p11.3×××106a ×q26.2 ×××哺乳动物microRNA的已知生理功能（P276）miRNA 细胞/组织类型miR-181 造血细胞miR-223 造血细胞miR-1/miR-133 骨骼肌miR-375 胰岛miR-196 肢体发育miR-134 树突状细胞miR-124 神经元前体miRNA引起细胞转化可能的直接或间接机制（P277）受突变/表达变化影响的基因突变/表达变化的本质后果miRNA癌基因复制，表达或稳定性增强抑癌基因的下调miRNA癌基因点突变引起的特异性变化或结合能力增强抑癌基因的下调miRNA抑癌基因缺失，下调或稳定性减弱癌基因的上调miRNA抑癌基因点突变引起的结合能力减弱癌基因的上调癌基因miRNA结合位点的缺失癌基因的上调抑癌基因新的miRNA结合位点的获得或突变引起的已有结合位点结合能力的增强抑癌基因的下调已知与人类癌症相关的microRNA和microRNA基因簇(P281)microRNA和microRNA基因簇肿瘤类型变化Let-7 肺癌表达下调miR-15-16 B-CLL 缺失或下调miR-17-19 B细胞淋巴瘤、结肠癌表达上调miR-155/BIC Burkitt、Hodgkin和大B细胞淋巴瘤表达上调miR-143、miR-145 大肠癌表达下调miR-21 胶质母细胞瘤和乳腺癌表达上调在胶质母细胞瘤患者的样本中，变化最显著的microRNA(P300)C/P均值（最小值-最大值）染色体位置上调的miR10b 5/9 2.78（0.86-10.36）2q31miR130a 5/9 1.82（0.62-5.77）11q12miR221 5/9 1.50（0.72-7.32）×P11.3miR21 4/9 2.08（0.76-10.55）17q23.2下调的miR128a 5/9 0.68（0.34-1.82）2q21miR181a 2/9 0.61（0.29-2.42）9q33.1-q34.13miR181b 2/9 0.64（0.31-2.63）1q31.2-q32.1miR181c 3/9 0.71（0.30-2.51）19p13.3人恶性胶质瘤细胞系中microRNA表达的芯片分析(P301)L/B均值（最小值-最大值）染色体位置上调的miR221 10/10 5.32（1.61-16.46）×P11.3 miR222-prec 10/10 2.66（1.06-6.36）×P11.3miR24-1 10/10 1.95（1.44-3.97）9q22.1miR29a 10/10 1.47（1.12-303）7q32miR21 9/10 1.55（1.03-2.12）17q23.2下调的miR181b 9/10 0.29（0.17-0.53）1q31.2-q32.1miR181a 9/10 0.32（0.16-0.60）9q33.1-q34.13miR128a 10/10 0.47（0.38-0.59）2q21miR181c 9/10 0.55（0.35-0.74）19p13.3胶质母细胞瘤中受特异性调控的microRNA潜在的靶标microRNA 推测的靶标上调miR221 调节性突触膜胞吐蛋白3（RIMS3）；HECT结构域家族2（HECTD2）；周期蛋白依赖性激酶抑制剂1B(CDKN1B或p27或Kip1)；RNA结合基序蛋白24（RBM24）miR222 调节性突触膜胞吐蛋白3（RIMS3）；周期蛋白依赖性激酶抑制剂1B(CDKN1B或p27或Kip1)；RNA结合基序蛋白24（RBM24）miR21 多行性腺瘤基因1（PLAG1）；视网膜色素变性蛋白2（RP2）；活性依赖性神经保护蛋白（AD-NP)下调miR128a 推测的MAPK活化蛋白PM20，PM21（DKFZp566C0424）；核糖体S6蛋白激酶，90KDa （RPS6KA5）；线粒体甘油-3-磷酸酰基转移酶（GPAM）；保罗样激酶2（PLK2）；PHD样锌指蛋白（PHF6）miR181 氧甾醇结合蛋白样蛋白3（OSBPL3）；肿瘤高甲基化基因2（HIC2）。

miRNA概述

miRNA概述miRNA的研究起始于时序调控小RNA（stRNAs）。

1993年，Lee等在秀丽新小杆线虫（Caenorhabditiselegan）中发现了第一个可时序调控胚胎后期发育的基因lin-4，2002年，Reinhart等又在线虫C.elegan中发现第二个异时性开关基因let-7，2001年10月《science》报道了三个实验室从线虫、果蝇和人体克隆的几十个类似 C.elegan的lin-4的小RNA基因，称为microRNA。

随后多个研究小组在包括人类、果蝇、植物等多种生物物种中鉴别出数百个miRNAs。

对一部分miRNAs的研究分析提示：miRNAs参与生命过程中一系列的重要进程，包括发育进程，造血过程，器官形成，凋亡，细胞增殖，甚至是肿瘤发生(Kim, 2005)。

miRNAs是一种21－25nt长的单链小分子RNA，其结构特征如下：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（ORF）；成熟的miRNA，5′端有一个磷酸基团，3′端为羟基，是由具有发夹结构的约70-90个碱基大小的单链RNA前体经过Dicer酶加工后生成，不同于siRNA（双链）但是和siRNA密切相关。

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独有的特征是其5＇端第一个碱基对U有强烈的倾向性，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。

MiRNAs具有高度的保守性、时序性和组织特异性。

miRNAs的表达方式各不相同。

线虫和果蝇当中的部分miRNA在各个发育阶段都有表达而且不分组织和细胞特性，而其他的miRNA则表现出更加严谨的时空表达模式（a more restricted spatial and temporal expression pattern）——只有在特定的时间、组织才会表达。

表观遗传学之miRNA简介

介绍miRNA的发现过程，包括早期的研究和关键性的实验发现。
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

果蝇miRNA的结构与作用机制及生物功能-医学遗传学论文-基础医学论文-医学论文

果蝇miRNA的结构与作用机制及生物功能-医学遗传学论文-基础医学论文-医学论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——miRNA( microRNA) 是一类由内源基因编码的长度约为21 个核苷酸( nucleotide，nt) 的非编码单链RNA 分子，由具有发夹结构的70 ～90 个碱基大小的单链RNA 前体经过核酸酶加工生成，其本身不具有开放阅读框架( ORF) 。

越来越多的研究表明非编码RNA 对真核生物基因的表达起重要的调控作用。

miRNA 通过与靶标基因的mRNA 的特定结合位点结合，导该mRNA 的降解或者抑制该基因编码蛋白的合成，从而参与靶基因的表达调控( Kim et al.，2009) 。

miRNA 在不同的模式生物中的研究都取得了一定进展，而果蝇Dro-sophila 作为经典的模式生物，对其miRNA 的研究近几年取得了相当成就。

本文总结了miRNA 的发现、果蝇miRNA 作用机制，并对miRNA 调控果蝇生长发育等各个阶段的分子机制研究进行综述。

1 miRNA 的发现miRNA 最早于1993 年在秀丽隐杆线虫Caenorhabditis el-egans 中发现并确定其结构，研究发现一种22 nt 的RNA 分子lin-4 在翻译水平上通过抑制一种核蛋白lin-14 的表达来调控线虫的幼虫发育进程( Lee et al.，1993) 。

此结果在当时被认为是偶然情况。

直到发现第二个miRNA let-7，存在于线虫幼虫时期的L3 期、L4 期以及成虫期，与蜕皮激素相关( Rein-hart et al.，2000) 。

此后，2001 年《Science》分别报道了三个实验室从线虫、果蝇和小鼠中克隆得到的几十个与C. elegan的miRNA lin-4 相类似的miRNA( Lagos-Quintana et al.，2001;Lau et al.，2001; Lee Ambros，2001) 。

都是RNA：傻傻分不清楚的miRNA、lncRNA、circRNA的基础知识

都是RNA：傻傻分不清楚的miRNA、lncRNA、circRNA的基础知识医学资讯他山之石NO.0001Feb26近期，你要是跟人家说，还在在做mRNA，估计都不好意思跟人打招呼。

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第十三期非编码RNA研究策略与相关国自然标书解读班（上海班）miRNA1、背景介绍小分子DNA(miRNA)是一类存在于动植物体内、大小为2l一25 nt的内源性非编码单链小分子RNA，对生物体转录后的基因表达调控起关键作用。

1993年，首次在秀丽隐杆线虫中发现miRNA zBt_4；7年后，在果蝇中发现第2个IIliRNA如t一7。

在进化中的保守性分析使科学家惊异地发现miRNA如卜7的形成至少需要有Dmsha，DGCR8(Pasha)、Dicer等2种RNA酶(RNaseⅢ)的参与。

Dmsha，DGCR8定位于细胞核内，它能剪切miRNA前体转录物(研一miRNA)，从而释放出具有发夹结构、大小为70 nt左右的pre—miRNA，后者在转运受体Exportin一5(Exp5)的作用下被转运至细胞质，然后被胞质中的另一种RNaseⅢ蛋白Dicer剪切，最终被船工成成熟的miRNA。

动物的miRNA位于前体mRNA的内含子中，这种安排将使mRNA基因和内含子中miRNA共同转录。

近年来，发现和鉴定的miRNAs越来越多，但植物miRNAs仅占很小一部分，且主要集中于拟南芥和水稻等少数模式植物中，植物miRNA的靶基因大多编码转录因子，与植物的生长、发育密切相关；而在动物和人中发现大量miR—NA，已证实在动物的生长、发育和疾病发生等过程中起重要作用。

2、miRNA的生物功能真核生物miRNA在调节植物对环境胁迫如干旱、盐害和养分的胁迫反应等方面起着重要的作用。

成熟的miRNA先与一种称为RNA诱导沉默复合体(RNA—indlIced silencing complex，R1SC)的复合物结合，再特异性地与目标mRNA结合，引起靶mRNA的降解。

mirna rna fish原理

mirna rna fish原理
mirna rna fish原理是荧光原位杂交技术。

这是一种利用荧光标记的核酸片段为探针，与组织、细胞或染色体上待测DNA或RNA互补配对，结合成专一的核酸杂交分子，通过荧光检测系统将待测核酸在组织、细胞或染色体中的位置显示出来的技术。

如果待检测的细胞或组织切片上的靶核酸与所用的核酸探针是同源互补的，二者经变性-退火-复性，即可形成靶核酸与核酸探针的杂交体。

将核酸探针的某一种核苷酸标记上报告分子如生物素或直接标记荧光素，可利用该报告分子与荧光素标记的特异亲和素之间的免疫化学反应或直接经荧光检测体系在镜下对待测核酸（mRNA、lncRNA、circRNA、miRNA）进行定性、半定量或相对定位分析的一种实验方法。

RNA组学及miRNA

microRNA的产生和作用机制
1. miRNA基因在染色体上的分布
非编码的外显子
独立转录单元
编码蛋白质的内含子
编码蛋白质的外显子
Molecular Cell 16(6) , 2004
2. miRNAs的发生和作用机制模型
(1) 核内由RNA polymerase II 转录pri-miRNAs，由Drosha加工为 pre-miRNAs； (2) pre-miRNAs由Exportin-5在 Ran-GTP存在下转运出核； (3) 细胞质中由Dicer剪切加工, 后解链成熟为 miRNAs； (4) miRNAs与多种蛋白结合，形成RNA介导的沉默复合体 (RISC)，作用于靶基mRNA的 3’UTR，如果miRNA与3’UTR 存在完全互补，则导致mRNA 切断降解，如果互补程度不高, 则引起靶mRNA翻译抑制。
ncRNA的数量
反转座子基因占基因组的45％
可变剪接占多外显子基因的41－60％反向转录的占基因总数的10－20％最新估计的蛋白质基因数为24500个，占基因组的约1.5%
自私的RNA( Selfish RNA)
RNA既是自身复制的模板，又是催化分子 RNA是蛋白质生物合成的中心位置，控制着肽键形成的催化功能 RNA将绝大部分贮存遗传信息的功能交给DNA时，自私RNA (selfish RNA)的优先复制特性成为柔性生物进化的空间人基因组中，大部分DNA组来自RNA反转座子的作用以及依赖于 RNA的阅读和改写遗传信息的过程 ncRNA处于生命的中心，既控制编码RNA的翻译，又可随时产生新的ncRNA。生物的基因组构建、贮存和表达RNA
中国的 “调控RNA与人类疾病”973计划（屈良鹄）
中国的 “表观遗传学”973计划（裴钢）

如何寻找miRNA靶基因？

如何寻找miRNA靶基因？microRNA（miRNA）是一类能够调节基因表达的短单链內源非编码RNA（约22nt），通过与互补的mRNA选择性地结合抑制蛋白的产生，广泛存在于动物、植物、病毒等多种有机体中。

miRNA通常位于基因间或者内含子区域，在细胞核内有RNA聚合酶Ⅱ转录产生具有帽子结构多聚腺苷酸尾巴的pri-miRNA。

在核酸酶Drosha及其辅助因子Pasha的作用下，pri-miRNA被处理成70个核苷酸组成具有茎环结构的pre-miRNA，然后由Exportin 5等转运至细胞质。

Dicer将pre-miRNA切割成约22nt的双链miRNA，双链miRNA 讲解形成单链的成熟miRNA。

成熟miRNA还需要与Argonaute蛋白等组装形成RNA诱导沉默复合体（RISC），RISC作用于特异mRNA的3’UTR，从而抑制翻译过程或者直接讲解mRNA。

整个过程如图所示。

尽管对miRNA功能的认识还不是非常清楚，但miRNA在许多生物过程中起关键作用，包括发育、细胞分化、增殖、凋亡、肿瘤转移等。

准确快速地预测miRNA靶基因对于研究miRNA功能以及分析miRNA参与的生物学过程具有十分重要的意义。

目前寻找miRNA靶基因的方法主要有生物信息学以及生物实验方法。

1、生物信息学方法生物信息学方法主要是利用某种算法对靶基因样本进行评分及筛选。

生物信息学的方法只是通过算法为研究人员提供可能性最大的参考信息，还需要通过实验进行验证。

使用计算机预测植物miRNA靶基因比较简单，因为在植物中miRNA与靶基因几乎还是以完全互补配对的方式结合，预测不需要复杂的算法。

而预测动物miRNA靶基因则存在一定的困难，主要是目前已知的miRNA靶基因及其确切靶点不多，在算法编写时没有足够的已知样本可供参考。

但是，miRNA与靶基因间的相互作用仍然具有一定的规律性。

目前常规的算法主要遵循以下几个常用原则：（a）miRNA与靶基因的互补性；（b）miRNA靶位点在不同物种之间的保守性；（c）miRNA-mRNA双链之间的热稳定性；（d）miRNA靶位点不会有复杂的二级结构；（e）miRNA 5’端于靶基因的结合能力强于3’端。

siRNA和miRNA简介

小干扰RNA（small interfering RNA; siRNA）和微小RNA的异同点
与
的作用机制：
miRNA
siRNA
miRNA与siRNA的区别：
miRNA 产生：细胞内RNA的固有组分之一（正常）内源转录本发夹状pre-miRNA 单链 siRNA RNAi的活性形式，病毒感染和人工插入 dsRNA之后诱导而产生（异常）转基因或病毒ＲＮＡ（外源）长dsRNA 双链，3‘端有2个非配对碱基，通常为UU 完全互补较高，一个突变即引起RNAi 沉默效应的改变 RNAi途径降解靶mRNA 抑制转座子活性和病毒感染在转录后水平发挥作用，影响mRNA的稳定性
miRNA调节方式的优点
与蛋白水平的调节相比，更加节省能量
与转录水平调节相比，miRNA调节更迅速，而且是可逆的内含子所编码的miRNA是一种对基因组资源的高效利用
microRNA基因组分布
60%独立表达 15% 成簇表达 25%的miRNAs位于内含子
植物与动物miRNA的区别
A control: not stained B: wt C: wt + antisense RNA D: wt + ds RNA
Mex-3 mRNA detection in embryos by in situ hybridization
RNAi机制
Dicer
RISC
碱基互补
酶解
加工长链 dsRNA形成 21-23 nt 小片段

miRNA的研究起始于时序调控小RNA（stRNAs）。1993年， Lee等在秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegan）中发现了第一个可时序调控胚胎后期发育的基因 lin-4 。 2002 年， Reinhart等又在线虫C.elegan中发现第二个异时性开关基因 let-7。2001年10月《science》报道了三个实验室从线虫、果蝇和人体克隆的几十个类似C.elegan的lin-4的小RNA基因，称为microRNA。随后多个研究小组在包括人类、果蝇、植物等多种生物物种中鉴别出数百个 miRNAs 。对一部分 miRNAs的研究分析提示：miRNAs参与生命过程中一系列的重要进程，包括发育进程，造血过程，器官形成，凋亡，细胞增殖，甚至是肿瘤发生。

miRNA 在基因表达调控中的作用

Micro RNA在基因表达调控中的作用
一.怎样定义miRNA(成熟)
1, 长度为22nt的转录体.可通过northern blot等方法检测得到. 2,其前体为典型的发卡结构.miRNA位于发卡结构的茎部分. .
3, 通过Dicer酶的处理后生成.
4,序列具有高度的保守性.
二.miRNA的生成过程
八. miRNA表达调控与肿瘤
1. miRNA在基因组DNA上拷贝数的改变(扩增,转位和缺失) 比如: (1) 在B-CLL中, miR-15a/16-1族区域DNA出现缺失. (2) 在淋巴瘤细胞中, miR-17-92族区域DNA出现扩增. 在胶质细胞瘤中, miR-26a出现扩增 (3) 在T-ALL中, miR-17-92出现转位.
2. miRNA合成的影响
3. miRNA的转录调控 (1)转录因子对miRNA的调节作用.
(2)DNA甲基化对miRNA的调节作用.
比如: miR-136,-431,-432,-433. (3)表观遗传对miRNA的调节作用.
4.miRNA与肿瘤的转移比如: miR-10b,miR-9,miR-31 and miR-335与乳腺癌的转移有关
putational approaches to miRNA discovery
五.检测 miRNA 表达的方法 1, Northern 杂交 2, Real-time RT-PCR
3. 基因芯片的方法
六．怎样预测miRNA的靶基因第一种方法: 过表达或抑制miRNA的表达,利用基因芯片筛选出差异表达基因.从这些差异表达的基因中,证实miRNA的靶基因.
1.miRNA与细胞增殖
2.miRNA与细胞凋亡
3.miRNA与细胞信号传导

徐海冬-鸡miRNA的研究进展

《表观遗传学》课程作业鸡表观遗传领域中miRNA的研究进展学院：农学院专业：动物遗传育种与繁殖学号：2111602010研究生：徐海冬任课教师：苏瑛教授分数：鸡表观遗传领域中miRNA的研究进展徐海冬（广东海洋大学农学院动物遗传育种与繁殖实验室广东·湛江425088 ）摘要：microRNA（miRNA）是参与基因转录后调控的之类重要的非编码小RNA 分子。

通过其调节，可以形成细胞水平和个体水平的基因表达的多样化。

本文对鸡miRNA在染色体中的数量和分布进行了简要总结，鸡miRNA在免疫机能、胚胎发育和病毒感染方面的调控作用进行了归纳，并对鸡miRNA进一步研究作出了展望，以期为miRNA在禽类中的研究和生产实践中提供参考。

关键词：鸡；microRNA；免疫；胚胎发育；病毒microRNA（miRNA）是具有功能性的非编码单链小RNA（长约为19-24 nt），具有高度保守性。

存在于真核细胞中，主要通过其5’端与靶基因mRNA的3’端的非翻译区完全或不完全的特异性结合，对基因转录后的翻译进行调控，形成机体的细胞水平和个体水平基因表达的多样化和种内差异。

因为具有便于饲养，生长周期短，其卵便于体外观察和试验的优势，鸡已经逐渐成为研究脊椎动物的优秀模型。

对于以鸡为模式生物研究miRNA的功能和调控机制对miRNA在禽类的开发和利用提供了重要的理论价值和经济效益。

1 鸡miRNA 的数量与染色体分布目前，鸡miRBase数据库(/) 中已公布684 条miRNA 前体和791条miRNA 成熟体。

其分布于不同的染色体中，其中6对大染色体（染色体1，2，3，4，5和Z）中miRNA的前体数目都在30以上，染色体1中最多（80条），这可能与染色体长度大、基因含量多、功能性复杂相关联。

在染色体16、32和W中未发现miRNA。

与人的miRNA 前体(1 600 条) 和miRNA成熟体(2 042 条) 数目相比较而言，鸡miRNA的发现和挖掘可能还存在一定空间。