rnai作用机制新.pptx

RNAi的作用机制 ;RNAi机制; 目前，RNAi的作用机制主要是在线虫、果蝇和拟南芥等生物体内阐明的。生物体由于RNA病毒入侵、转座子转录、基因组中反向重复序列(inverted repeats)转录及外源基因导入等原因，细胞中可出现dsRNA分子。 当各种原因产生的dsRNA在细胞中出现时，细胞中一组特定蛋白复合物可识别dsRNA，此阶段需要Rde-1、Rde-4和dsRNA特异性的核酸内切酶Dicer等共同参与。Rde-1,4编码的蛋白识别并引导dsRNA与Dicer结合，然后Dicer将dsRNA解旋，再将其裂解为21~25nt大小的小干扰RNA (small interfering RNA，siRNA)。 ;核酸内切酶;; Dicer定位于胞浆中，但核内mRNA剪切修饰后，向核外运输过程中也存在RNAi现象，可能有其他类似功能的酶发挥作用。现认为21~25nt大小在3’端带有2~3个碱基悬端和5’端磷酸化的siRNA诱导的RNAi效应最强。 ;; siRNA具有低分子质量、低浓度、沉默信号可在细胞间传递甚至传播至整个有机体以及可遗传等特点。而大于30bp的dsRNA可引起机体非特异性干扰素样反应和蛋白激酶(PKR)的激活而使其被降解，从而大大减少了其对mRNA的抑制作用。 在RNAi启始过程中发挥酶切作用的Dicer酶属于RNaseⅢ核糖核酸酶家族中的第三个家族，该家族的RNase含有两个催化结构域，一个螺旋酶及PAZ模体(motif)，其功能是特异地将dsRNA降解成siRNA，因此，Dicer酶被认为是启动RNAi效应的关键。然而，令人费解的是，为什么Dicer酶的降解产物是21nt~23nt的siRNA呢?最近对RNaseⅢ催化结构域的结构的研究使其真相大白。 ; Dicer 一种核酸酶,负责将dsRNA 转化为siRNA ： 它属于RNase Ⅲ家族,具有两个催化结构域、一个解旋酶( helicase) 结构域和一个PAZ ( Piwi/ Argonaute/ Zwille ) 结构域, Dicer 在催化过程中以二聚体的形式出现, 其催化结构域在dsRNA 上反平行排列, 形成四个活性位点, 但只有两侧的两个位点有内切核酸酶活性, 这两个位点在相距约22bp 的距离切断dsRNA , 各种生物体内Dicer结构略有不同, 致使siRNA 长度存在微小差别。 ;;Models for Dicer cleavage;启始阶段;;mRNA被核酸外切酶或核酸内切酶降解;;(2)RNA诱导的沉默复合物形成阶段 ;RNA诱导的沉默复合物 ( RNA-induced silencing complex，RISC);(3)效应阶段 ;效应阶段;RISC;RISC（RNA-induced Silencing Complex）;(4)扩增阶段 ;RNAi扩大效应; 目前，对这些现象的解释至少有四种机制：;移行RNAi; 此外，RNAi的扩增效应还可能存在另外两种机制： (1) Dicer将长dsRNA切成初级siRNA，这一放大水平取决于dsRNA的长度；(2) siRNA在酶的作用下可以多次应用，产生进一步的放大效应。