调控基因表达的microRNA
2021-12-24
(西南大学农学与生物科技学院,重庆 400715)
之前很长一段时间,人们认为RNA 的作用仅相当于一个桥梁,连接DNA 与蛋白质。随着对研究深入,发现有些微小RNA 可以与某些mRNA 结合并进行互补配对,从而关闭或抑制基因的表达,即在转录水平上对基因表达进行负调控。显著的代表就是近30 年来被广泛研究的microRNA(miRNA),它是一类长约19-24 个核苷酸的非编码RNA 单链,由于核苷酸数量并不像普通RNA 分子那样庞大,将其称为微小RNA,但它可以广泛地存在于真核生物中。越来越多的研究也让我们认识到miRNA 在细胞增殖、分化、生长发育和响应外界环境信号等方面都有着不可替代的作用。
1.miRNA 的发现
1993 年,第一个miRNA 被Lee 等人在秀丽隐杆线虫中发现,它不会翻译成蛋白质,而是对线虫胚胎后期的发育具有调控作用,将其命名为lin-4。第一次miRNA 的发现并未完全引起人们的重视,大约7 年后才有新的发现。2000 年,第二个miRNA 基因let-7 被Pasquinelli 等人在线虫中发现并报道,对应的miRNA 为let-7。
植物miRNA 的研究进展稍晚于动物。2002 年,第一个植物miRNA“miR171”被发现,是由Reinhart 等人在拟南芥中分离克隆出来的。随后有人将植物与动物miRNA 进行比较实验,发现植物miRNA 与靶基因序列具有更高的互补配对性,而动物miRNA 与其靶mRNA 的契合度并不是那么高,miRNA 在动植物中使转录退化的机制不同之处就基于这一结论。此后,各种关于miRNA 的研究接踵而至,在病毒中也发现有miRNA 的存在。
2.miRNA 的生物合成
植物和动物细胞中的miRNA 合成不完全相同,但基本方式不变。miRNA 的合成主要有三个步骤:
(1)首先在DNA 聚合酶II 的催化下,细胞核内含miRNA 基因的DNA 进行转录,得到pri-miRNA。……
