表觀遺傳學(xué)-siRNA與miRNA介導(dǎo)的調(diào)控

一璧诵、Traditional RNAs

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二邪财、非編碼RNA(調(diào)控作用)

1、Interference RNA (RNAi)
2奸鸯、Short interfering RNA (siRNA)
3坝初、MicroRNA (miRNA)

三浸剩、RNA干擾及其機(jī)制

1、RNA干擾:生物體內(nèi)通過(guò)雙鏈RNA分子在mRNA水平上誘導(dǎo)具有特異性序列的基因沉默的過(guò)程
2鳄袍、轉(zhuǎn)錄后沉默:Post-transcriptional gene silencing, PTGS
3绢要、表觀遺傳學(xué)中的一種重要現(xiàn)象

四、miRNA介導(dǎo)的基因沉默①

A. Postinitiation mechanisms. miRNA通過(guò)阻礙翻譯的延伸拗小,或者促使核糖體與mRNA分離來(lái)抑制mRNA的翻譯
B. Cotranslational protein degradation. 在多肽鏈翻譯后的同時(shí)使其降解


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C. Argonaute與eIF4E競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合cap
D. Argonaute招募eIF6重罪,從而阻止大的核糖體亞基與小亞基的結(jié)合


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E. Argonaute通過(guò)脫腺苷化(deadenylation) 阻止loopmRNA的形成
F. MicroRNA-mediated mRNA decay. miRNA觸發(fā)脫腺苷化并使得底物mRNA decapping
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五、RNA干擾的分子機(jī)器

  1. Dicer: RNase III類(lèi)似的,包含多個(gè)功能結(jié)構(gòu)域的核糖核酸酶剿配,將dsRNA切割成小的shortinterfering RNAs (siRNAs) or microRNAs(miRNA)搅幅,并將這些產(chǎn)物加載到RISC上


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  2. RISC (RNA induced silencing complexes)(RNA誘導(dǎo)的沉默復(fù)合體): 包含多個(gè)蛋白質(zhì)的復(fù)合物,將與之連接的siRNA或miRNA定位到其靶點(diǎn)并抑制靶基因的表達(dá)


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六呼胚、Argonaute ((AAGO)):RIISSC的核心成員

  1. Argonaute (AGO): 大的蛋白質(zhì)家族盏筐,為RISCs的核心成員
  2. AGO蛋白質(zhì)一般包含PAZ和PIWI兩種功能結(jié)構(gòu)域
  3. PAZ與雙鏈siRNA 3’-端露出的兩個(gè)核苷酸結(jié)合
  4. PIWI負(fù)責(zé)將雙鏈siRNA切成單鏈
  5. PAZ和PIWI對(duì)于SiRNA與底物mRNA之間的相互作用是必須的,并負(fù)責(zé)底物的斷裂或轉(zhuǎn)錄抑制
  6. 不同的AGO具有不同功能砸讳,例如人類(lèi)AGO2負(fù)責(zé)的RISCs能夠割裂底物mRNA,而AGO1和AGO3則不能

七界牡、MicroRNA的加工

  1. MicroRNA (miRNA): 一種非編碼小的RNA(~21–23 bp)簿寂,通過(guò)Dicer剪切其前RNA (~70-90 )所得
  2. miRNA以RNA-蛋白質(zhì)復(fù)合物的形式,在動(dòng)物和植物的細(xì)胞中廣泛的表達(dá)宿亡,也稱(chēng)為miRISCs
  3. 在發(fā)育的過(guò)程中起著關(guān)鍵性的作用常遂,能夠促使與miRNA序列同源的靶基因的mRNA的降解或者翻譯的抑

Structure of pri-miRNAs

(A) pri-miRNAs的結(jié)構(gòu)
(B) 人類(lèi)pri-miR-30a RNA的發(fā)夾環(huán);Drosha切割位點(diǎn)(箭頭)挽荠,Dicer切割位點(diǎn)(三角)


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miRNA的加工

  1. Pri-miRNA被Drosha切割
  2. pre-miRNA被Dicer切割
  3. Exportin 5 (Exp5) 將miRNA裝運(yùn)到胞質(zhì)中


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miRNAs vs. siRNA:不同

  1. miRNAs: 通常21-25bp的非編碼RNA克胳,從大的前體RNA中剪切所得,形成不完美匹配的莖環(huán)結(jié)構(gòu)圈匆。成熟的miRNA一般從前體RNA的發(fā)夾環(huán)的一個(gè)柄上漠另,由RNase III剪切所得;至少在動(dòng)物中跃赚,絕大多數(shù)的miRNAs與底物的3’UTR區(qū)域結(jié)合笆搓,抑制其翻譯
  2. RNAi & siRNA: RNAi是一種進(jìn)化保守、序列特異性的基因沉默的機(jī)理纬傲,通過(guò)dsRNA發(fā)揮作用满败。在多數(shù)系統(tǒng)中,包括線蟲(chóng)叹括、植物和果蠅中算墨,最初的dsRNA約500bp,經(jīng)過(guò)處理后得到~21-25bp的小dsRNAs

miRNAs vs. siRNA:相似

  1. miRNAs和siRNAs都需要Dicer以及RISCs的處理汁雷,從而引起轉(zhuǎn)錄后抑制
  2. siRNAs和miRNAs的分子特性相似净嘀,功能也相似


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miRNA控制植物表型特征

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