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RNA介导的基因调控系统

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我前一段时间看了一些有关“RNA介导的基因调控系统”方面的文章,对该系统的分类有一点体会,本想写综述发表,但感觉有和各位探讨的必要,故拿出其中一部分,希望你们发表不同的意见:

小双链RNA(short double-stranded RNA, dsRNA)触发的RNA干扰是近年来生物界的研究热点。随着对RNA干扰(RNA interference, RNAi)研究地深入,人们逐渐认清了RNA系统在细胞内的基因表达调控作用,它不但能关闭生物体中特定基因的表达,而且还可以改变基因表达的水平,即通过基因沉默(gene silencing)的方式,指导着细胞的定向分化。
RNA分子介导的基因沉默途径大体上分两类:
1、转录水平的基因沉默(transcriptional gene silencing, TGS) :具有同源性的dsRNA或RNA与启动子DNA结合,使后者甲基化,不能启动转录,发生在细胞核内,由DNA甲基化、异染色质化以及位置效应等引起。
2、 转录后基因沉默(post-transcriptional gene silencing, PTGS) :启动子保持活性,而在基因转录后水平上通过对靶mRNA特异性降解而使基因失活,发生在细胞浆内。根据触发基因沉默机制的不同又可分为三类:
2.1、 抑制蛋白质翻译:短的临时RNA(small temporal RNA,stRNA)是微型RNA(microRNAs,miRNA)的一个亚群,在生物发育的特定阶段表达,对mRNA的稳定性没有影响, 但能抑制RNA翻译成蛋白质。在生物体内通过抑制特定蛋白的翻译来调控生物的发育时钟。
2.2、 反义RNA(antisense RNA, asRNA):早在20年前就已有RNA介导PTGS的文献报道,向果蝇的胚胎内注射asRNA可使内源mRNA降解而引起表型的突变。
2.3 、 RNAi:存在于植物、真菌、昆虫、蠕虫,在脊椎动物中少见,如斑马鱼、鼠类等,在生物的进化过程中非常保守。去年小RNA的研究有一个关键的突破:冷泉港实验室的Gregory Hannon及其同事发现了Dicer酶。Dicer酶能将长的双链RNA切割成小的双链RNA,即小干扰RNA(small interfering RNAs,siRNA)。Dicer将小RNA转运到称为RISC的酶复合物中,这个复合物通过小RNA结合到与小RNA同源互补的mRNA上,并在结合部位切断mRNA。mRNA被切断后基因的表达就受到了抑制。研究者们相信在植物中RNAi起了保卫基因组的作用,它能够防止有害的基因或病毒基因进入到植物的基因组中。在研究基因功能的实验室中,RNAi也被用来代替费时费力的基因敲除。RNAi的作用特点是特异性强;仅降解外显子,对内含子无效;非常潜在(仅需少量的dsRNA);能自由通过细胞屏障,故对远距离的组织也有效;可以稳定地遗传给后代。
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