第4章 细胞质与核糖体.ppt

小RNA的发生 siRNA 源于外源病毒入侵或内源RNA产生的小分子双链RNA 长度一般为21nt-25nt siRNA能够在细胞之间短暂转移 植物病毒入侵诱导初生siRNA 小RNA的发生 miRNA 从自身基因组中转录并加工而成 pri-miRNA - pre-miRNA - miRNA 一个miRNA可调节具有共同功能域的几个不同基因 小RNA的作用机制 RNA诱导沉默复合体（RISC） RISC一种由多个蛋白质分子与siRNA组合而成的复合物，可切断双链RNA，或是与短小的反义RNA结合。当RISC与互补链结合之后，会活化RNase，并将RNA切断。 miRNA与siRNA参与调控基因沉默过程的异同 小RNA的作用机制 小RNA的作用机制 除通过RISC对基因进行转录后调控外，siRNA还可以通过DNA甲基化、组蛋白甲基化等方式对基因的转录起到调控作用 RdDM: RNA dependent DNA methylation，only observed in plants 小RNA的生物学意义 参与发育 参与病毒防御 参与环境胁迫响应 miRNA和siRNA的异同 miRNA SiRNA 内源产生 内源或外源合成导入 单链RNA形成 双链RNA 加工过程：剪切一个侧臂，其他部分降解 对称地来源于双链RNA 前体的两侧臂 作用于靶标基因3’-UTR区 作用于mRNA任何部位 一个基因上可有多个作用位点 一个作用位点 抑制翻译或者导致mRNA降解 靶标mRNA降解 主要参与发育过程，调节表达 RNAi产物，抑制转座子活性和病毒感染 相同点 1. 长度都在22 nt左右 2. 加工成熟都依赖Dicer 3. 作用都需要Argonaute家族蛋白 4. 两者都是RISC组分，功能界限不清晰 miRNA和siRNA的异同 ta-siRNA miRNA在对目标基因切割后产生非编码ssRNA ssRNA由依赖于RNA的RNA聚合酶（RDRP6）转录成dsRNA dsRNA经过DICER(在植物中为DCL4)切割成双链小RNA，即ta-siRNA 与siRNA只降解来源基因不同，ta-siRNA能够降解具有相似位点的其他基因 小RNA的应用 RNAi RNA干扰（RNA interference，缩写为RNAi）是指一种分子生物学上由双链RNA诱发的基因沉默现象，其机制是通过阻碍特定基因的翻译或转录来抑制基因表达。当细胞中导入与内源性mRNA编码区同源的双链RNA时，该mRNA发生降解而导致基因表达沉默，siRNA和miRNA介导的基因沉默现象均可称为RNAi。 RNAi现象可以广泛地应用于研究或治疗领域 小RNA的应用 用于疾病治疗 RNAi主要通过在转录后水平阻断基因的表达，导致蛋白无法合成，出现“基因沉默”。理论上说，我们可以关闭非必需或致病基因的功能，以达到治疗疾病的作用。 动物实验已证明，可以通过RNAi的方法使导致血胆固醇升高的基因“沉默”；病毒性疾病（HIV，肝炎等），心血管代谢性疾病等方面的临床试验也正在进行中；这一方法为病毒性肝炎、艾滋病和肿瘤等人类顽疾的治疗指了一条新路 。 小RNA的应用 用于科学研究 在科学研究中，很多时候需要用到基因敲除技术来对某一基因的功能进行研究。传统的在基因组水平上剔除基因费时费力，实验周期长。利用RNAi技术，可以方便地通过siRNA或siRNA表达载体对目标基因基因进行沉默，已成为研究基因功能的重要手段。 小RNA的应用 用于动植物品种改良 通过RNAi的方法，利用基因工程的手段对动植物的遗传特性进行改变，以获得新的品种 小RNA的应用 用于病毒防御 Hu WY等证明了siRNA能阻抑逆转录Rous 肉瘤病毒（RSV）感染脊椎动物； Leonid等发现针对脊髓灰质炎病毒中编码衣壳蛋白或编码病毒聚合酶的mRNA的siRNA可以抑制病毒复制，加速清除受染细胞中的脊髓灰质炎病毒； Jia等发现Rta-siRNA( Rta是疱疹病毒基因表达的一种起始转录因子)和ORF45-siRNA能特异阻止疱疹病毒复制。 核糖体的作用与蛋白质的生物合成 肽链的合成-起始 原核生物的蛋白质合成的起始(引自Gerald Karp,Cell and Molecular Biology,2004) 核糖体的作用与蛋白质的生物合成 肽链的合成-起始 小亚基与mRNA起始密码子的结合 第一个氨酰-tRNA进入核糖体 完整起始复合物的装配（assembling） 核糖体的作用与蛋白质的生物合成 肽链的合成-延伸 原核生物的蛋白质合成的延伸(引自Gerald Karp,Cell and Molecular