起调控作用的RNA

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snRNA:细胞内有小核RNA(small nuclear RNA,snRNA)。它是真核生物转录后加工过程中RNA剪接体(spliceosome)的主要成分,参与mRNA前体的加工过程。其长度在哺乳动物中约为100-215个核苷酸,共分为7类,由于含U丰富,故编号为U1~U7。snRNA只存在于细胞核中,其中U3存在于核仁中,其他6种存在于非核仁区的核液里。除U6由RNA聚合酶Ⅲ转录外,其它的snRNA都是由RNA聚合酶Ⅱ催化转录的,具有修饰的碱基,并在5‗末端有一个三甲基鸟苷酸(TMG)的类似‖帽―结构,3‘末端有自身抗体识别的Sm抗原结合的保守序列。

通常snRNA不是游离存在,而是与蛋白质结合成复合物,成为小核核糖核蛋白颗粒(small nuclear ribonucleoprotein particle, Sn RNP)。snRNA不参与蛋白质合成活动,其重要功能是在RNA进行加工方面具有重要作用。U3 snRNA与核仁内28S rRNA的成熟有关,而U1则是在核液中与前体mRNA的剪接加工有关。snRNA中的蛋白质部分具有核酸酶和连接酶活性,能把转录在内含子-外显子接点处切断,并把两个游离端连接起来。

scRNA:小胞浆RNA(scRNA,small cytosol RNA)又称为7SL?RNA,长约300个核苷酸,主要存在于细胞浆中,是蛋白质定位合成于粗面内质网上所需的信号识别体(signal recognization particle)的组成成分。

真核细胞有细胞核和细胞浆中都含有许多小RNA,它们约有100到300个碱基,每个细胞中可含有105-106个这种RNA分子。它们是由RNA聚合酶Ⅱ或Ⅲ所合成的,其中某些像mRNA一样可被加帽。在细胞核中的小RNA称为snRNA,而在细胞浆中的称为scRNA。但在天然状态下它们均与蛋白质相结合,故分别称为snRNP和scRNP。某些snRNPs和剪接作用有密切关系。有些snRNPs 分别和供体及受体剪接位点以及分支顺序相互补。而scRNA则参与蛋白质的合成和运输, 如SRP颗粒就是一种由一个7SRNA和蛋白质组成的核糖核蛋白体颗粒,主要功能是识别信号肽, 并将核糖体引导到内质网。

snoRNA:核仁小RNA(small nucleolar RNA),是近来生物学研究的热点,由内含子编码。已证明有多种功能,反义snoRNA指导rRNA核糖甲基化。

核仁小RNA与其它RNA的处理和修饰有关,如核糖体和剪接体核小RNA、gRNA等。核仁小RNA是一个与特性化的非编码RNA相关的大家族。

核仁小分子RNA调节细胞死亡,即便是血糖得到合适地调控,糖尿病病人经常会遭受并发症带来的痛苦,如心力衰竭(heart failure)、肾功能不全和免疫系统中B细胞数目下降。以前的研究已经暗示把不能处理高脂肪的一些类型细胞,如心肌细胞、肾细胞或血细胞,暴露在高脂肪条件下,作为这些并发症发生的一种可能性的原因。高脂肪条件下这些snoRNA的存在某种程度上促进细胞死亡。

hnRNA:在细胞核内合成的mRNA初级产物比成熟的mRNA大的多,而且这种初级的RNA分子大小不一,故被称为不均一核RNA。hnRNA在细胞核内存在时间极短,经过剪接称为成熟的mRNA,并依靠特殊的机制转移到细胞质中。成熟的mRNA由氨基酸编码区和非编码区构成。

核内不均一RNA 为存在于真核生物细胞核中的不稳定、大小不均的一组高分子RNA(分子量约为105~2×107,沉降系数约为30—100S)之总称。占细胞全部RNA之百分之几,在核内主要存在于核仁的外侧。认为hnRNA多属信使RNA(messenger ribonucleic acid,mRNA)之前体,包括各种基因的转录产物及其成为mRNA前的各中间阶段的分子,在5‘末端多附有间隙结构,而3‘的末端附有多聚腺苷酸聚合酶分子。这些hnRNA在受到加工之后,移至细胞质,作为mRNA而发挥其功能。大部分的hnRNA在核内与各种特异的蛋白质形成复合体而存在着。

sRNA:Small RNA 是生物体内一类重要的功能分子,主要包括miRNA、siRNA 和piRNA。它们通过各种序列特异性的基因沉默作用,包括RNA 干扰(RNAi)、翻译抑制、异染色质形成等,诱导基因沉默,调控诸如细胞生长发育、应激反应、沉默转座子等各种各样的细胞生理过程

miRNA:MicroRNAs(miRNAs)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RNA,其大小长约20~25个核苷酸。成熟的miRNAs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RNA诱导的沉默

复合体(RNA-induced silencing complex,RISC),通过碱基互补配对的方式识别靶mRNA,并根据互补程度的不同指导沉默复合体降解靶mRNA或者阻遏靶mRNA的翻译。最近的研究表明miRNA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。

siRNA:Small interfering RNA (siRNA):是一种小RNA分子(~21-25核苷酸),由Dicer(RNAase Ⅲ家族中对双链RNA具有特异性的酶)加工而成。SiRNA是siRISC 的主要成员,激发与之互补的目标mRNA的沉默。siRNA在RNA沉寂通道中起中心作用,是对特定信使RNA(mRNA)进行降解的指导要素。siRNA是RNAi途径中的中间产物,是RNAi发挥效应所必需的因子。

piRNA:piRNA(Piwi-interactingRNA)是从哺乳动物生殖细胞中分离得到的一类长度约为30nt的小RNA,并且这种小RNA与PIWI蛋白家族成员相结合才能发挥它的调控作用。

piRNAs在基因组中显示出与众不同的定位类型,主要成群地分为长20–90kb 的基因簇,其中的长片断的小分子RNA只能来源于单链。相似的piRNAs在人类和小鼠中均有发现,大部分基因簇出现在同一染色体的位置上。虽然piRNA的功能仍然需要研究阐明,但是生殖细胞中的piRNA富集现象和Miwi突变导致的男性不育表明piRNA在配子形成的过程中起作用。

gRNA:gRNA又称引导RNA,真核生物中参与RNA编辑的具有与mRNA互补序列的RNA。

RNA的编辑有三种机制:一是碱基替换编辑,编辑复合体识别二级结构中某些特殊的区域,或者直接识别一段特殊的序列。二是碱基插入编辑。三是向导RNA为模板的插入编辑,即RNA编辑所需要的信息或者来自向导RNA,或者来自被编辑的RNA自身。其编辑过程为:gRNA-I首先以其5‘端与前体RNA互补配对,从3‘向5‘方向插入UMP。gRNA-II继续完成编辑的全过程。

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