mRNA可变剪接的调控
mRNA剪切机制简介mRNA专题
mRNA剪切机制简介mRNA专题细胞核内前体mRNA的剪接的执行者是剪接小体,它能够在成熟mRNA出核和翻译之前识别剪接信号,移除不编码内含子,并将能够编码蛋白的外显子拼接在一起。
细胞核内前体mRNA的剪接需要经历2次转酯化反应化步骤去掉内含子才能将相邻的外显子拼接成成熟的mRNA。
在前体mRNA上有三个反应区域分别在5'剪接位点(5'SS),3'剪接位点(3'SS)以及分枝位点(图1)。
除了这三个反应区域外,在多细胞生物体的内含子上还拥有保守性的多聚嘧啶束,它位于3'剪接位点以及分枝位点之间。
图1选择性剪接发生过程示意图选择性剪接由内含子5'剪接位G和U2个核苷酸点以及3'剪接位点A和G 2个核苷酸介导。
分支点A核苷酸非常保守的,一般位于3'剪接位点上游20-50个核苷酸。
剪接反应的过程发生2次转酶化反应,这个过程中需要5个snRNPs复合物(Ul,U2,U4,U5,andU6)。
这些复合物能够聚集在前体mRNA上形成大分子的聚合物。
剪接小体,核内最大的RNP复合物,能够识别这些反应位点并催化前体mRNA发生剪接。
剪接小体中主要的模块是snRNPs复合物。
剪接小体一般包含5种snRNPs:U1、U2、U4,U5和U6 snRNP。
每一个snRNP包含了单个snRNA和至少7种蛋白亚基。
这些snRNP和另外的非snRNP相关蛋白(例如SF1、U2AF和Prp19复合物)一步步有序的聚集在前体mRNA上依次形成前剪接小体E,A,B以及C复合物(图1)。
在这有序的过程中,这些snRNP以及非snRNP相关蛋白和反应位点之间发生复杂的结合与去结合过程,这些复杂的过程为核小体提供了多次检查的机会以保证它们结合的准确性从而提高位点选择的精确性。
在核小体组装之前,U1 snRNP占据5'剪接位点,而SF1结合在分枝位点,这2个过程是ATP依赖的并最终形成前剪接小体E复合物(图1)。
mRNA的剪接与可变剪接
mRNA的剪接与可变剪接mRNA剪接是一种基因表达的重要调控机制,可以使同一个基因组产生多种不同类型的成熟mRNA,进而编码出多种不同功能的蛋白质。
这一过程是通过剪接酶和其他辅助蛋白质在转录后的nRNA分子上进行的,但是由于剪接位点的多样性和调控机制的复杂性,剪接过程往往是动态和可变的。
这种可变剪接(alternative splicing)现象在调控基因功能和多样性方面起着至关重要的作用。
一、剪接的定义和重要性mRNA剪接是指由mRNA分子中的阻塞肽(intron)和编码肽(exon)片段通过剪接酶的作用,选择性地将阻塞肽排除,只保留编码肽,从而形成成熟的mRNA分子。
这一过程在真核生物中普遍存在,可以使一条mRNA分子编码出多种不同蛋白质。
相比于原核生物中的转录后修饰方式,如靠核酸酶剪切等修改mRNA的方式来形成成熟mRNA,真核生物的剪接过程更为复杂且灵活。
剪接的重要性主要体现在以下几个方面:1. 增加基因的功能多样性:通过剪接,一个基因可以产生多个变种的mRNA,这些mRNA会编码出具有不同功能的蛋白质,进而扩大了基因的功能多样性。
2. 调控基因的表达水平:剪接过程中,不同的剪接位点选择会影响编码肽的长度和结构,这些差异可能会导致蛋白质的表达水平发生变化。
3. 调控基因的调控序列选择:剪接还可以通过排除或保留某些剪接位点,调控基因调控序列的选择,从而影响基因在特定细胞或组织中的表达模式。
二、可变剪接的机制和调控可变剪接是指剪接过程中,选择不同的剪接位点或剪接方式,导致同一基因在转录后形成多种不同的mRNA。
这一过程受到一系列的剪接调控因子的影响,包括剪接酶、转录调控因子和RNA结合蛋白等。
1. 剪接位点选择:可变剪接中,剪接酶会选择不同的剪接位点进行剪接,以保留或排除某些编码肽片段,从而形成不同的mRNA。
这些剪接位点的选择受到剪接序列和调控因子的影响。
2. 转录调控因子:转录调控因子可以通过结合剪接位点或剪接序列,调控剪接过程中剪接酶的活性和选择性。
可变剪切调控因子
可变剪切调控因子可变剪切调控因子是指在基因表达调控中起到重要作用的一类因子,它们通过调控基因的剪切过程,即将前体RNA(pre-mRNA)中的内含子(intron)剪切除去,将外显子(exon)连接起来,从而产生成熟的mRNA。
这一过程被称为剪切调控,它可以影响基因的转录后处理过程,进而调节蛋白质的功能和表达水平。
可变剪切调控因子的存在使得一个基因可以产生多个不同的剪切变体,从而扩展了基因的功能和多样性。
通过选择性地剪切不同的外显子,可变剪切调控因子可以调节基因产物的功能、亚细胞定位、稳定性以及相互作用伙伴的结合等多个方面。
在真核生物中,可变剪切调控因子的识别和结合依赖于一系列的蛋白质和RNA分子。
其中,最为重要的是剪切调控因子本身,它们可以与前体RNA特定的剪切位点结合,并调控剪切酶的活性或特异性,从而决定剪切的位置和方式。
可变剪切调控因子的功能和调控机制非常复杂多样。
它们可以通过多种方式影响剪切过程。
一些可变剪切调控因子可以直接与前体RNA结合,通过改变剪切位点的可及性来影响剪切选择。
另一些可变剪切调控因子则通过与调控蛋白质相互作用,改变调控蛋白质对剪切位点的识别能力,从而影响剪切选择。
此外,可变剪切调控因子的调控还可以受到细胞内信号通路的调节。
例如,在细胞应激或发育过程中,信号分子可以通过激活或抑制可变剪切调控因子的表达或活性,从而引发特定的剪切变化。
最近的研究表明,可变剪切调控因子在多种生物学过程中都发挥着重要的作用。
例如,它们参与了胚胎发育、器官发育、神经系统发育和功能、免疫应答等过程。
此外,可变剪切调控因子的异常表达或突变与多种疾病的发生和发展密切相关。
例如,肿瘤的发生和转移、神经系统疾病、肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS)等都与可变剪切调控因子的异常功能或表达失调有关。
总的来说,可变剪切调控因子在基因表达调控中具有重要的地位和作用。
通过调控剪切过程,它们可以扩展基因的功能和多样性,从而对细胞的生理过程和疾病的发生发展产生广泛的影响。
可变剪接分析综述
可变剪接的分析主要包括剪接体序列的 校正,剪接体之间的比较,以及剪接机 制的探索。
剪接体序列的校正
克隆试验得到的mRNA 往往不是全长, 测序反应也不能保证100%的正确,所以 拿到一条序列首先要对其进行校正,尽 可能保证使全长序列且无错误。 校正可以通过剪接体序列与EST数据及 基因组的比对进行。
Details 结果
图中显示有四个block, 即提交序列可以分为四个区段 与染色体上四个区域对应,即有四个外显子。蓝色区 域为完全匹配,浅蓝色为比对区域的边缘序列,可以 理解为外显子边界
Details 结果
点击每个block 可以看到对应的外显子序列, block之间可以认为是内含子序列,可以观察是否 符合GT-AG 或是GC-AG模式
可变剪接示意图
可变剪接是生物多样性的重要成因
高等生物与低等生物的基因数量并没有特别显著 的差别,如人的基因估计约30000-40000,小鼠 的基因也为30000左右,而且人鼠基因有很多存 在有很高的相似性。果蝇、线虫等基因约为 15000,基因数量的差别不足以解释以上物种间 存在的显著差异。
可变剪接与蛋白质组
Spliced EST
Total ESTs
EST 数据选择
整条序列在染色体上以单外显子形式出 现很可能是染色体污染。一般优先看已 剪接EST数据对基因的支持情况,如数 量不足再看包含未剪接EST的所有EST 集合
改变查看区域
在browser 里可以任意移动查看,改变位 置的方法有两种,一是直接输入定位数字, 二是通过窗口下方的方向箭头移动。
SR蛋白主要与外显子剪接增强元件ESE结合, 通过直接招募剪接体蛋白或是拮抗剪接抑制因 子的作用来发挥作用。 SR蛋白主要对5’位点的选择起作用: 通过招募剪接体蛋白如U2AF或是U1-70K,在 pre-mRNA的两个或多个5’可变剪接位点中促 进选择使用距内含子3’端较近的5’位点。
基因可变剪接的调控机制及其研究进展
基因可变剪接的调控机制及其研究进展作者:苏握瑜,李丽娟,贺花,雷初朝,陈宏,黄永震来源:《畜牧兽医科学》 2018年第3期摘要:基因的可变剪接( alternative splicing AS)自从被发现以来,对于它的研究一直是一个热门,它是由一个RNA前体经过剪接体( spliceosome)和剪接因子(splicing factor)的相互作用,最终形成多种成熟的具有不同生物学和化学活性的功能RNA的过程。
它的出现让蛋白质的多样性的形成原因有了更为合理的解释并在基因表达调控中占据重要地位。
近年来对基因可变剪接的研究主要集中在它的调控机制以及在不同生物中的发生状况,旨通过这些研究来为人们利用可变剪接创造经济效益或者在人类疾病的治疗方面做出贡献奠定基础。
本文对近1 0年来猪(Sus scrofa)、牛(Bos taurus)、山羊(Capra hircus)、绵羊(Ovis aries)、鸡(GalLus gallus)、和鸭(Anas platyrhynchos)等主要畜禽的基因可变剪接研究进展进行综述,分别从基因可变剪接的调控机制及其在动物遗传育种中的研究进展2个方面进行论述,并对畜禽基因可变剪接的未来的研究工作进行了展望。
关键词:可变剪接;调控机制;不同动物;研究进展中图分类号:Q752 文献标识码:A doi:10. 3969/j. i ssn. 2096-3637. 2018. 03. 002O引言早在19世纪80年代就有关于基因可变剪接的记录”],而随着测序技术的成熟,越来越多的基因被发现可以进行可变剪接,这使得人们不得不重新认识基因的表达的蛋白质的多样性的关联。
随着越来越多的生物物种中可变剪接被发现,它的作用也越来越重要,弄清它的调控机制成了至关重要的一步,这也是对可变剪接进行利用的前提。
研究发现顺式作用元件( Cis-acting element)和反式作用因子(Trans-acting element)的相互作用调控着可变剪接的发生,而随着研究的深入,越来越多的因素被牵扯其中。
可变剪接与蛋白质组多样性及其调节机制
可变剪接与蛋白质组多样性及其调节机制武春晓 2001级博士生专业:免疫学导师:马大龙教授前言可变剪接是指从一个mRNA前体中通过不同的剪接方式(选择不同的剪接位点组合)产生不同的mRNA剪接异构体的过程。
可变剪接是调节基因表达和产生蛋白质组多样性的重要机制。
剪接过程受多种顺式作用序列和反式作用因子相互作用调节。
包括SR和hnRNP 家族蛋白在内的多种剪接因子参与这一调节过程。
转录机器(machine)也参与可变剪接的调节。
本文将讨论:一.可变剪接与蛋白质组多样性二. 可变剪接的调节机制。
.第一部分可变剪接与蛋白质组多样性5据预测,人类基因组可能有约35,000个基因,果蝇约14,000个,而简单的模式生物线虫约19,000个基因。
生物的复杂性与其基因组基因数量似乎存在明显差异。
原因在蛋白质组。
基因重排,RNA编辑,和可变剪接等机制可以从一个基因产生多种蛋白,从而使蛋白质组中蛋白质的数量超过基因组中基因的数量。
其中,从影响的基因数量和生物种类范围来看,可变剪接是扩大蛋白质多样性的最重要的机制1-4。
一、可变剪接的频率。
5,61. 5%。
从1977年Walter Gilbert提出可变剪接概念,1980年Baltimore在小鼠IgM基因发现第一个可变剪接产生膜型、分泌型IgM,至2001年,用经典分子生物学实验的方法研究,一共仅发现了数百种有可变剪接的基因。
并推测在高级真核细胞生物约5%的基因有可变剪接。
2. 35%-60%。
高通量的基因组测序和EST测序,使得生物信息学的方法研究可变剪接成为可能。
EST来源于完全加工的mRNA, 它们提供了一个广泛的mRNA多样性的样品库。
这种多样性可以用计算机分析。
最近两年,多个研究小组通过不同的生物信息学的方法,从整个人基因组的水平进行分析,结果一致显示约35%-60%的人基因有可变剪接形式。
而且,由于对大多数基因来说,每个基因只测了很少几EST甚至没有EST;EST不是全长的mRNA,多位于mRNA的5’和3’端;EST来源于有限的组织和发育阶段;很有可能存在有更多的可变剪接而在现在的EST库中没有显示。
丙酮酸激酶前mRNA可变剪接的调控在肿瘤代谢中的作用和意义
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C re p n ig uh r or s o dn a to ,E—mal ih oa q .d c i:l a f@h ue u.n z
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丙酮 酸激 酶前 m N R A可变剪接 的调控在肿 瘤代谢 中的 作用和意义
许佳 佳 , 文 昌 李招发 连 ,
华侨 大 学 a .分 子 药 物 学研 究所 ;b .分 子 药 物教 育部 工程 研 究 中心 ; 建 泉 州 3 2 2 福 60 1
[ 要 ] 丙 酮 酸 激 酶 是 糖 酵 解 的 关键 酶 之 一 , 酮 酸 激 酶 m 基 因前 m N pe mR A) 过 可 变 剪接 产 生 Ml和 摘 丙 R A(r— N 通 M2型 两种 丙 酮 酸 激 酶 异构 体 , 异 构 体 的选 择 性表 达 决 定 肿 瘤 细胞 的代 谢 表 型 , 变肿 瘤 细 胞 的 增殖 和 生长 。 因 2种 改 此 , 控 丙 酮 酸 激 酶 可 变 剪 接 , 于 控 制 肿 瘤 细胞 的 生 长代 谢 十 分 重 要 。 研 究发 现 , 不 均 一核 糖 核 蛋 白(n N ) 调 对 核 h R P A / 2及 多聚 嘧 啶结 合 蛋 白(T 又 称 h R P1 具 有 调 控 丙 酮 酸 激 酶 前 mR A 可 变剪 接 的作 用 , 且 致 癌 转录 因 1A P B, nN ) N 并
po u e y p e mRNA atraie sl ig o rn cit o h yu ae kn s gn ( m) ee t e e pe s n rd c d b r— l n t pi n ft sr s fte p ry t iae m e epk .S lci x rsi e v c a p v o
RNA剪接的分子机制与免疫调节
RNA剪接的分子机制与免疫调节RNA剪接(RNA splicing)是真核生物中基因表达的重要调控机制之一。
通过剪接,内含子(intron)被剪除,编码区(exon)被连接,生成具有不同功能的mRNA分子。
这是一种高度精确的调控过程,其错误剪接会导致功能受损的蛋白质产生,甚至引发疾病。
此外,最近的研究表明RNA剪接在免疫调节中发挥着重要的作用。
本文将介绍RNA剪接的分子机制以及其在免疫调节中的功能。
一、RNA剪接的分子机制RNA剪接是在转录后的pre-mRNA分子上进行的一系列加工步骤。
首先,剪接位点(splice site)的序列特征将受到辅助因子(splicing factor)的识别。
辅助因子是一组蛋白质,包括剪接酶和调控剪接的调节因子。
它们会结合到剪接位点附近的序列上,形成剪接复合物。
然后,在剪接复合物的引导下,内含子被切除,外显子被连接,形成成熟的mRNA分子。
二、剪接因子和剪接调控剪接因子是调控剪接过程的关键蛋白质因子。
它们通过特定的结构域与RNA序列和其他蛋白质发生相互作用,从而影响剪接的准确性和选择性。
剪接因子的活性和调控受到多种信号通路的影响,包括细胞周期、细胞内信号传导和细胞外环境信号。
这些信号通过改变剪接因子的翻译或转录后修饰状态,进而影响剪接的选择。
三、RNA剪接与免疫调节最近的研究表明,RNA剪接在免疫调节中发挥着重要的作用。
一方面,通过剪接调控,免疫细胞可以产生不同类型的细胞因子,从而调节免疫反应的性质和程度。
例如,剪接变异可以导致溶酶体膜相关抗原(LAMP)的剪接产物转变,影响CD8+T细胞的活化和杀伤能力。
另一方面,RNA剪接也参与调控免疫细胞的分化和功能。
以B细胞为例,某些剪接变异导致免疫球蛋白的亚型选择不同,从而影响抗体的特异性和功能。
四、RNA剪接在免疫疾病中的作用RNA剪接异常与多种免疫相关疾病的发生和发展密切相关。
例如,系统性红斑狼疮(SLE)患者中存在多个与剪接相关的基因变异。
mrna lncrna基因表达调控原理
mrna lncrna基因表达调控原理mRNA和lncRNA是基因表达调控的重要角色。
下面是它们各自的基因表达调控原理:1. mRNA的基因表达调控原理:mRNA是蛋白质编码基因的转录产物。
mRNA的表达调控主要包括转录调控和转录后调控两个层次。
- 转录调控:转录调控主要通过调控转录因子的结合来控制基因转录活性。
转录因子是能够结合到DNA上启动子区域的蛋白质,它们能够激活或抑制基因的转录。
转录因子的结合能力受到多种因素的影响,如细胞内信号传导和环境因素等。
- 转录后调控:转录后调控指的是mRNA在转录过程后的调控过程,包括可变剪接、核糖体选择性和mRNA降解等。
可变剪接使得一个基因可以产生多个不同的转录本,从而扩展了基因的功能。
核糖体选择性是指选择性地翻译某些mRNA分子,使之产生蛋白质。
mRNA降解是指通过降低mRNA的稳定性来调控基因表达水平。
2. lncRNA的基因表达调控原理:lncRNA是长链非编码RNA,它们不被翻译成蛋白质,而是通过与DNA、RNA或蛋白质相互作用来调控基因表达。
- 转录调控:lncRNA可以作为转录因子来调控某些基因的转录活性。
它们可以与DNA相互作用并改变某些基因的表达水平。
- 转录后调控:lncRNA还可以通过与mRNA相互作用来调控转录后过程,包括可变剪接调控、mRNA稳定性调控和翻译调控等。
例如,某些lncRNA可以与mRNA形成RNA-RNA 复合物,从而影响可变剪接的进行。
此外,lncRNA还可以通过与蛋白质相互作用来调控基因表达,例如某些lncRNA可以与转录因子或翻译因子相互作用,从而影响基因的转录和翻译过程。
总之,mRNA和lncRNA通过转录调控和转录后调控等多种机制来调控基因表达。
它们的作用可以是促进基因表达,也可以是抑制基因表达。
外显子可变剪接的控制和功能分析
外显子可变剪接的控制和功能分析外显子可变剪接是一种重要的生物学过程,它决定了基因表达的多样性和可变性。
在这种过程中,原本精准的RNA翻译变得更加复杂,因为同一基因可以通过剪接产生多个不同的转录本。
这些转录本具有不同的外显子组成,从而导致不同的蛋白质编码序列。
因此,外显子可变剪接对细胞功能和生理过程具有重要的影响。
控制外显子可变剪接的机制有许多,包括转录因子的结合、RNA切割复合物的招募和RNA结构阻碍。
其中,核糖核酸处理酶(hnRNP)是一种重要的RNA结构阻碍因子,它被认为是外显子可变剪接的主要调节器之一。
hnRNPs可以通过与RNA的不同部位结合来影响RNA的结构和可变剪接,因此具有重要的生物学功能。
hnRNPs具有相互竞争的关系,其中一些可以促进外显子含量的缩减,而其他一些则可以促进外显子含量的增加。
因此,不同组分的竞争,以及它们与其他RNA和蛋白质相互作用所形成的网络结构,是外显子可变剪接的主要调节机制之一。
在外显子可变剪接中,不同外显子的含量和组合对生物学过程具有不同的影响。
例如,一些转录本的细胞内稳定性可能较低,因而难以在细胞内累积。
其他转录本可能具有特定的功能域或修饰位点,因此对蛋白质功能具有重要的影响。
外显子可变剪接对以下生理过程具有重要的影响:免疫反应、细胞周期、细胞分化和发育、神经元功能和癌症等。
在免疫反应中,外显子可变剪接可以产生多种不同类型的T细胞和B细胞,每种类型都具有特定的功能和抗原识别特性。
在细胞周期中,外显子可变剪接可以影响几个关键的增殖和凋亡信号通路。
在细胞分化和发育中,外显子可变剪接可以促进细胞类型分化和组织发育。
在神经元功能中,外显子可变剪接可以调节神经元的活动和突触可塑性。
在癌症中,外显子可变剪接可以导致癌症细胞的增殖、转移和治疗抵抗。
总之,外显子可变剪接是一个复杂的生物学过程,它由多个调节因子和优选反应机制所控制。
深入了解这一过程的机理和功能,有助于识别新的调节因子和产生新的治疗方法,从而对广泛的生物学过程产生重要影响。
可变剪接的生物信息数据分析综述
可变剪接的生物信息数据分析综述章天骄【摘要】前体mRNA的可变剪接是扩大真核生物蛋白质组多样性的重要基因调控机制.可变剪接的错误调节可以引起多种人类疾病.由于高通量技术的发展,生物信息学成为可变剪接研究的主要手段.本文总结了可变剪接在生物信息学领域的研究方法,同时也分析并预测了可变剪接的发展方向.%Alternative pre - mRNA splicing is an important gene regulation mechanism for expanding proteomic diversity in higher eukaryotes. The misregulation of alternative splicing underlies many human diseases. With the development of high - throughput technology, bioinformatics becomes to the main method in study of alternative splicing. This article summarizes the bioinformatics methods in alternative splicing research, as well as analyzes and predicts the direction of alternative splicing.【期刊名称】《生物信息学》【年(卷),期】2012(010)001【总页数】4页(P61-64)【关键词】可变剪接;高通量技术;生物信息学【作者】章天骄【作者单位】哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院,哈尔滨150001【正文语种】中文【中图分类】Q811可变剪接是指一个前体mRNA通过不同的剪接方式(选择不同的剪接位点组合)产生不同mRNA剪接异构体的过程。
RNA可变剪接与发育调控研究
RNA可变剪接与发育调控研究近年来,RNA可变剪接成为了分子生物学领域内的热门研究方向之一。
RNA 可变剪接是指在转录过程中,RNA前体分子(pre-mRNA)中的某些区域被切除,而其他部分则被保留下来,从而产生不同的成熟mRNA。
这种剪接方式可以使得从同一基因产生出多种不同的蛋白质,这种多样性的产生被称为剪接异构体(splice isoforms)。
RNA可变剪接在生物学中扮演了一个非常重要的角色。
比如,它可以影响蛋白质的翻译、功能、定位等等,从而直接或间接地参与到细胞发育、组织形成以及疾病的发生等方面。
另外,研究人员利用RNA可变剪接可以有效地探究某些基因的功能机制,推动对生物学基础知识的深入了解。
发育调控也是RNA可变剪接广泛研究的领域之一。
通过对整个组织或特定细胞进行RNA可变剪接的调查,发现了许多与发育调控、细胞分化和组织重塑相关的关键因子,这不仅可以让我们进一步理解胚胎发育的过程,还可以提高我们治疗某些疾病的能力。
以下是一些RNA可变剪接在发育调控方面的研究案例:1. 白血病抑制因子Spen(SHARP)介导的可变剪接调控Spen是一个在多种细胞类型中高度表达的核转录因子,在胚胎发育和成体细胞中发挥着重要的调控作用。
研究表明,它作用于核糖核酸聚合酶II的调控,参与了RNA可变剪接的调控过程。
在小鼠发育过程中,Spen作为一个可变剪接的调节器,在特定的剪接位点上参与调节了许多基因的可变剪接。
此外,Spen还可以调节FOXP1的表达,进而使得咽喉细胞向鼻腔细胞转化。
2. 雄配子发育过程中的可变剪接雄配子发育需要许多基因与调控因子的相互作用,而胀大因子是其中一类重要的转录后调控因子。
最近的研究表明,胀大因子可以直接介导雄配子发育过程中的可变剪接。
在建立的体外修饰雄性生殖细胞培养模型中,研究人员发现胀大因子CPSF2与NUDT21可以在不同的RNA的两个可变剪接位点上调节可变剪接选择。
3. 神经元可变剪接和神经退行性疾病神经元是生命形式中最多变的细胞之一。
rna编辑和可变剪切的关系
rna编辑和可变剪切的关系
RNA编辑和可变剪切是两种不同的基因表达调控机制,但它
们之间存在一定的关系。
RNA编辑是指通过特定的酶(称为ADAR)将已经合成的RNA分子上的核苷酸进行修饰。
这种修饰可以改变基因组上
的碱基序列,从而在转录后产生功能多样的RNA分子。
这种
修饰过程可以包括改变碱基(例如腺嘌呤至肼嘌呤的转换)或插入/删除碱基,从而导致非同义突变或存在于mRNA中的剪
接位点的变化。
可变剪切是指在剪接过程中,基因的外显子和内含子之间的连接方式发生改变,从而在转录后产生不同的mRNA剪接异构体。
通过可变剪切,细胞可以选择性地保留或排除某些外显子,从而产生不同功能的蛋白质。
可变剪切是一种常见的基因表达调控机制,可以提高基因的功能多样性和可塑性。
RNA编辑和可变剪切之间的关系在于,RNA编辑可以影响某
些基因的可变剪切。
因为RNA编辑可以改变RNA的碱基序列,从而可能影响到预先存在于mRNA上的剪接位点。
编辑
后的RNA可能产生与未编辑的RNA不同的剪接关系,从而
导致不同的剪接异构体的形成。
另外,某些编辑事件可能导致新的剪接位点的生成,从而产生全新的剪接异构体。
总的来说,RNA编辑和可变剪切是两种不同但相关的基因表
达调控机制,它们在细胞内一起作用,共同调控基因的表达丰富性和功能多样性。
c-Abl调节可变剪接及无义突变介导的mRNA降解的开题报告
c-Abl调节可变剪接及无义突变介导的mRNA降解的开题报告一、研究背景可变剪接是一种常见的RNA后转录修饰过程,能够通过不同组合的外显子互相剪接产生多种不同的mRNA转录本。
可变剪接在维持正常基因表达水平以及调节不同细胞状态下的基因表达中发挥着极为重要的作用。
但是,可变剪接也会导致产生含有无义突变的mRNA转录本,这些mRNA转录本可能会被快速降解。
c-Abl是一种酪氨酸激酶,与多个信号通路和细胞生物学过程密切相关。
近年来的研究表明,c-Abl还能够通过调节RNA处理和降解过程,参与调节基因表达。
具体而言,c-Abl除了在转录后调节mRNA的转运中发挥作用外,还能够直接磷酸化RNA结合蛋白,并影响可变剪接、RNA剪切和mRNA降解等过程。
二、研究目的本研究旨在探究c-Abl对可变剪接和无义突变介导的mRNA降解的调控机制。
具体研究内容包括:1. 利用RNA测序技术分析c-Abl调节的可变剪接转录本的差异表达。
2. 利用实时荧光定量PCR和Western blot等技术验证差异表达的可变剪接转录本的表达差异,并验证c-Abl对可变剪接的影响。
3. 利用荧光素酶报告基因系统验证c-Abl对无义突变介导的mRNA降解的影响。
4. 利用蛋白质组学技术鉴定c-Abl作用于RNA处理和降解过程的靶蛋白。
三、研究意义1. 通过深入探究c-Abl在可变剪接和无义突变介导的mRNA降解中的作用机制,有望揭示新的RNA处理和降解调控机制,为RNA生物学领域研究提供新的思路和手段。
2. 对于c-Abl在疾病发生发展过程中的作用,疾病管理和治疗提供新的靶点和策略,能够对癌症、自身免疫性疾病等疾病的预防和治疗提供新的理论和实践依据。
3. 为理解可变剪接和无义突变的生物学意义以及RNA后转录修饰的调节机制提供新的视角和思路,促进RNA后转录修饰领域的研究和发展。
四、研究方法本研究将应用RNA测序技术、实时荧光定量PCR、Western blot分析、荧光素酶报告基因系统、蛋白质组学技术等多种方法和技术。
基于比较基因组学和mRNA高通量测序的可变剪接外显子进化研究
基于比较基因组学和mRNA高通量测序的可变剪接外显子进化研究一、内容描述哎呀这可是个不小的课题呢!这篇文章可是基于比较基因组学和mRNA高通量测序的可变剪接外显子进化研究哦。
首先我们要弄明白什么是比较基因组学,其实就是通过对比不同生物体的基因组,找出它们之间的相似性和差异性。
而mRNA高通量测序则是通过测量大量mRNA分子的序列,来了解基因的表达情况。
那么这个研究的重点就是可变剪接外显子啦!外显子就是基因编码蛋白质的部分,而剪接则是将这些外显子连接起来形成成熟蛋白质的过程。
可变剪接就是指在这个过程中,某些外显子的顺序或者位置可能会发生变化。
这种变化可能是由于基因突变、转录因子的变化或者其他因素引起的。
研究者们通过比较不同生物体的基因组和mRNA高通量测序数据,发现了一些有趣的现象。
比如说有些物种在某个基因上存在多种可变剪接形式,而这些形式可能对蛋白质的功能有不同的影响。
还有一些物种在某个时期会出现可变剪接的增加或者减少,这可能与生长发育、疾病发生等过程有关。
1.1 研究背景和意义在生物学领域,基因表达的可变剪接是一种非常重要的现象。
它是指同一种基因在不同细胞类型或生理状态下,可以产生多种不同的mRNA分子。
这种现象在生物进化过程中起着关键作用,因为它使得生物体能够适应不同的环境和生活条件。
然而关于可变剪接的起源和机制,以及其对生物进化的影响,仍然存在许多未解之谜。
近年来随着比较基因组学和高通量测序技术的发展,我们开始能够更深入地研究基因的可变剪接。
通过比较不同物种之间的基因序列,我们可以揭示可变剪接在生物进化中的功能和意义。
此外通过高通量测序技术,我们还可以研究mRNA水平的可变剪接,从而更全面地了解这一现象的复杂性。
这项研究的意义在于,它将有助于我们更好地理解生物体的适应性和多样性,以及生物进化的过程。
通过对可变剪接的研究,我们可以揭示出哪些基因在特定环境下具有更高的生存和繁殖优势,从而为人类提供更多的遗传信息和医学应用。
mRNA剪接在基因表达调控中的作用研究
mRNA剪接在基因表达调控中的作用研究近年来,基因表达调控研究已成为生物学研究的重要领域之一。
特别是在RNA生物学的研究中,mRNA剪接机制在基因表达调控方面扮演了重要的角色。
它通过选择剪接位点,剪接可变剪接位点(ASV)和外显子跳跃(ES),来调节转录后的基因表达。
因此,有必要深入研究mRNA剪接在基因表达调控中的作用。
I. mRNA剪接机制mRNA剪接是指对预mRNA分子在转录后生物合成过程中的加工。
它是一种将预mRNA分子的不同外显子排列方式发送到核糖体的重要加工,以产生不同的mRNA形式。
在这个过程中,RNA剪接蛋白(RNASP)识别并结合到剪接位置,完成mRNA的剪接。
将内含子去除后,mRNA分子便成为一个完整的转录本。
mRNA剪接是一种高度调节性的过程,对基因表达和功能多样性,都具有重要的影响。
mRNA生物学专家认为,mRNA剪接是现代生物学研究中一个十分重要的研究领域。
在生物医学研究和发展中,这个领域的研究还有很大的空间。
II. mRNA剪接的重要性基因表达是生物学研究中一个十分重要的课题。
基因在生物体中所扮演的角色极为复杂,而基因表达调控便是对这个“复杂”进行解析和阐释的关键。
mRNA剪接在基因表达调控中扮演了重要的角色,具体表现如下:1. 选择剪接位点:这是RNA生物学的一个核心环节。
选择性剪接位点的变化,可以直接影响剪接位点是否顺畅。
同时也可以调节基因表达和功能的多样性。
2. ASV:核糖核酸分子的可变剪接位点可导致mRNA的可变。
这个过程会导致mRNA分子的形成和转录的变化。
可变剪接位点的变化,影响基因表达和生物功能,可以达到调控的目的。
3. ES:外显子跳跃也被证明与mRNA剪接有关。
外显子跳跃是一种核糖核酸分子的重新组合形式,可以从mRNA阅读框架中跳过外显子序列,从而产生新的基因亚型。
这个过程可以导致基因表达和生物功能发生的变化。
因此,基于mRNA剪接的基本理论、机制和应用,重要性在RNA生物学中具有很高的价值。
可变剪接的表观遗传学调控机制及其在脂肪代谢中的作用研究进展
可变剪接的表观遗传学调控机制及其在脂肪代谢中的作用研究进展骞鑫1,马海明1,何俊1,徐康2,张跃博1*(1.湖南农业大学动物科学技术学院,湖南长沙 410128;2.中国科学院亚热带农业生态研究所,湖南长沙 410125)摘 要:可变剪接是指从1个mRNA前体中通过不同的剪接方式产生不同的mRNA剪接异构体,并使得最终的蛋白产物表现出不同或者相互拮抗的功能和结构特性的过程。
基因通过可变剪接在组织发育和疾病中起着至关重要的作用,是高等真核生物蛋白质多样性的主要来源之一。
剪接过程受多种因素调控,其中表观遗传学现象是可变剪接过程中重要的影响因素,多项研究表明多种表观遗传学现象对于可变剪接存在调控作用。
可变剪接对于脂肪细胞的分化以及脂质的代谢也起到不可或缺的作用。
本文综述了表观遗传学修饰对可变剪接的调控及其在脂肪代谢调控中的研究进展,以期为可变剪接的进一步研究提供参考依据。
关键词:可变剪接;表观遗传学;调控机制;脂肪代谢中图分类号:S813 文献标识码:A DOI编号:10.19556/j.0258-7033.20201103-02mRNA的转录后加工是基因表达必需一个基本的生物学过程,在高等真核生物中蛋白质多样性很大程度上是由Pre-mRNA可变剪接引起的,约90%的人类基因经历此过程,基因通过可变剪接等表达调控机制控制着细胞的增殖、分化、凋亡等生物学进程,剪接的异常会引起蛋白质的功能异常甚至导致疾病的发生[1-2],所涉及的详细机制则需要进一步的研究。
表观遗传修饰是在不改变DNA序列的基础上参与基因组的调控,即可以直接作用在DNA或RNA上,也可以作用在与DNA 结合的蛋白上,对表观遗传学修饰的研究将大大提高对基因表达调控的理解[3-4],越来越多的研究证明DNA甲基化、RNA编辑以及非编码RNA等表观遗传学修饰在可变剪接的启动以及剪接位点的识别中起到重要作用,这提示着表观遗传学在pre-mRNA剪接中的重要意义[5]。
可变剪接国自然标书
可变剪接国自然标书1.引言1.1 概述概述可变剪接是指在基因表达过程中,基因的前体mRNA经过不同的剪接方式产生不同的成熟mRNA,进而编码不同的蛋白质。
这是一种常见且重要的基因调控机制,能够增加基因的功能多样性和复杂性。
可变剪接在生物体的生长发育、疾病的发生和进展等方面起着重要的作用,因此成为了生命科学研究的热门领域之一。
可变剪接的重要性和应用已经在许多领域得到了广泛的认可。
首先,可变剪接可以使一个基因表达多个异构体蛋白质,从而增加了蛋白质的结构和功能的多样性。
这种多样性有助于生物体适应环境的变化,并发挥复杂的生物学功能。
其次,可变剪接还可以调节基因的表达水平,通过剪接异质化来精确地调控基因的转录和翻译过程。
这种调控机制能够确保基因在特定时期、特定组织或特定环境下的准确表达,进而影响细胞和生物体的正常功能。
此外,可变剪接在疾病的发生和发展中也起着重要的作用。
许多疾病,如癌症、神经系统疾病等,都与可变剪接异常相关。
因此,对可变剪接的深入研究有助于揭示疾病的发生机制,为疾病的诊断和治疗提供新的思路和方法。
本文将重点介绍可变剪接的定义、原理及其在生物学中的重要性和应用。
首先,将对可变剪接进行详细的解释,包括其定义、原理和调控机制。
其次,将探讨可变剪接在生物学中的重要性,包括其对基因功能和表达的影响。
最后,将总结目前可变剪接的研究现状,并展望其未来的发展方向。
通过对可变剪接的深入研究,我们将能够更好地理解基因组的组织和调控机制,为生命科学的发展做出更大的贡献。
文章结构部分的内容可以按照以下方式编写:文章结构:本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
1. 引言引言部分主要包括概述、文章结构和目的三个方面。
1.1 概述在概述部分,我们将对可变剪接进行简要介绍。
可变剪接是一种基因表达调控机制,通过在转录过程中选择不同的外显子组合,可以产生多个不同的mRNA转录本。
这一过程在真核生物中普遍存在,并对基因功能和生物多样性具有重要影响。
RNA可变剪接谱图分析的步骤与实践指南
RNA可变剪接谱图分析的步骤与实践指南RNA可变剪接是一种重要的转录后调控机制,它通过剪接酶切除RNA转录产物的部分区域,从而产生不同的mRNA剪接异构体,进而产生多样化的蛋白质。
对于研究者来说,了解RNA可变剪接谱图的分析步骤与实践指南至关重要。
一、RNA可变剪接谱图分析的基本步骤1. 数据库搜索:首先,需要根据研究目的在公开数据库中搜索与感兴趣的基因的剪接变异相关的信息。
常用的数据库包括Ensembl、UCSC、NCBI等。
根据数据库提供的注释信息,可以获取基因的可变剪接事件及其剪接异构体的基本信息。
2. 数据预处理:对于获取的原始数据,需要进行一系列的预处理步骤,包括去除低质量序列、去除接头序列、去除重复序列等。
这些步骤可以提高数据的质量和准确性。
3. 剪接事件的筛选:根据预处理后的数据,利用可变剪接分析工具(如RASflow、MISO等),对数据进行筛选,得到感兴趣的剪接事件及其相关信息。
4. 剪接异构体的注释:根据筛选得到的剪接事件,对剪接异构体进行进一步的注释,包括外显子与内含子的边界位置、剪接剂和剪接受体的序列等。
5. 可变剪接谱图的绘制:根据注释信息,可以利用数据可视化工具(如ASpli、JuncBASE等),绘制出RNA可变剪接谱图。
谱图中横轴表示外显子的序列,纵轴表示对应剪接事件的读数或比例,不同颜色/形状的点表示不同的剪接异构体。
6. 统计分析与结果解读:对于绘制的可变剪接谱图,可以进行统计分析,计算剪接异构体的丰度差异、富集程度等指标。
结合研究目的,对结果进行解读与讨论。
二、RNA可变剪接谱图分析的实践指南1. 数据质量控制:在进行RNA可变剪接谱图分析之前,要确保所使用的数据具有较高的质量。
注意检查数据的质量评估报告,对于低质量序列进行过滤和修剪,以提高数据的准确性和可信度。
2. 工具选择:根据研究目的和数据的特点,选择合适的可变剪接分析工具。
不同的工具可能有不同的功能和参数设置,需要根据具体情况进行选择。
变异剪接和转录后修饰的作用机理
变异剪接和转录后修饰的作用机理近年来,生物学研究中变异剪接和转录后修饰的作用机理引起了越来越多的关注。
这是因为变异剪接和转录后修饰能够产生多种不同形式的RNA,这些RNA对于基因的表达和调节具有重要的影响。
一、变异剪接的概念与作用变异剪接是指mRNA的前体在转录过程中,不同的剪接形式产生不同的mRNA,从而形成不同的蛋白质。
变异剪接是一种高度复杂和调控精密的过程,在细胞中,mRNA的前体需要在剪接体的协同作用下完成所有的剪接反应。
根据不同的剪接方式,通过翻译的方式产生了多种不同的蛋白质。
近年来,研究人员发现,变异剪接在许多复杂疾病的发生和发展过程中起着举足轻重的作用。
例如,胶质瘤、肌萎缩性脊髓侧索硬化症、血液病、心血管疾病等复杂疾病都与变异剪接异常有关。
二、转录后修饰的概念与作用mRNA的转录后修饰是指mRNA分子完成转录后,在成熟的mRNA分子上发生的各种化学修饰。
它可以改变mRNA分子的结构和功能,以实现RNA的各种生物学过程。
转录后修饰包括磷酸化、甲基化、腺苷酰化、异构酶修饰等多种形式。
转录后修饰的作用机制非常复杂,其作用机理与细胞信号传导、基因调控等生物学过程密切相关。
在细胞中,转录后修饰能够影响RNA的稳定性、翻译效率、RNA的定位等重要生物学过程。
三、变异剪接和转录后修饰的相互作用在细胞中,变异剪接和转录后修饰是相互关联和相互影响的。
一些研究表明,转录后修饰可以影响变异剪接的发生和形式,进而影响蛋白质的生成和表达。
同时,变异剪接也能够影响转录后修饰的发生和形式,进而影响RNA的稳定性和生物学功能。
例如,N6-腺苷基甲基化修饰(m6A)是一种非常常见的转录后修饰,因为它能够影响mRNA的稳定性、结构和翻译效率。
最近的研究表明,m6A的沉淀和结构域的调节能够直接影响剪接的形式,并且m6A修饰水平的变化能够改变基因的表达和调控方式。
四、总结变异剪接和转录后修饰是两种不同但密切相关的RNA调控机制。
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mRNA可变剪接的调控
有些基因的一个mRNA前体通过不同的剪接方式(选择不同的剪接位点)产生不同的mRNA剪接异构体,这一过程称为可变剪接(或选择性剪接,alternative splicing) 。
可变剪接是调节基因表达和产生蛋白质组多样性的重要机制,是导致真核生物基因和蛋白质数量较大差异的重要原因。
真核细胞核内前体mRNA加工通过5’加帽、剪接(移除内含子)、3’末端切割加尾.从而形成成熟的mRNA.成熟的mRNA和hnRNP 及其他蛋白质形成复合体输出核外再经过选择性降解参与翻译。
这些步骤并不是简单的线性顺序.而是在转录物延伸期和转录同时发生的。
从而形成一个大型的“生产链。
一般认为,可变剪接有5种基本形式:①内含子保留;②可变的5’端;③可变的3’端;④外显子盒;⑤互斥外显子(一组外显子中只选其一)。
也有分为7种形式的,加上可变的起始或末端外显子,而这两种形式更有可能是可变启动子、可变polyA位点造成的。
可进行专门分析。
mRNA前体中内含子的剪切和外显子的拼接主要由剪接复合体加工完成,后者是一类大分子蛋白复合物,主要由5个小核糖核蛋白(U1,U2,U4,U5,U6)剪接位点约300多种蛋白分子组成。
目前认为剪接位点的正确识别并被精确剪接主要依赖于mRNA前体上的顺式原件和剪接因子之间的相互作用。
除此之外,一些组织或发育阶段特异性的剪接因子对剪接位点的选择也很重要。
剪接的发生必然涉及到蛋白-蛋白(剪接复合体、剪接因子)、蛋白-RNA(剪接因子与顺式原件)以及RNA-RNA(U snRNP与顺式原件)的相互作用,而信号转导对剪接调控也会涉及这些相互作用。
参考文献
1.细胞信号转导和可变剪接调控王稳、杭兴宜等医学分子生物学杂志2009.6(5)
2.mRNA可变剪接调控—维基百科。