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非编码RNA与基因表达及其调节;目 录;3;一、 非编码RNA概念;二、 分 类;;;分 类;分 类; 近年来大量研究表明非编码RNA在表观遗传学修饰中扮演了重要的角色，能在基因组水平及染色体水平对基因表达进行调控，决定细胞分化的命运。; 影响染色体的结构 调控转录 参与RNA的加工、修饰 参与mRNA的稳定和翻译调控过程 在细胞发育和分化中的调控作用 与肿瘤的发生发展的关系;1、影响染色体的结构 真核细胞的端粒酶是一种催化延长端粒的核糖核蛋白体，其中的RNA是完整端粒酶的一部分，作为合成染色体端部的模板，通过逆转录作用合成端粒DNA并添加到染色体末端，使端粒的长度保持稳定。;2、调控转录 非编码RNA通过与转录因子的相互作用而调控转录。相对而言，非编码RNA的启动子区一般比编码蛋白质的mRNA启动子保守，其上有转录因子结合位点。;3、参与RNA的加工、修饰 核酶主要是通过RNA的自我裂解、自我剪接等而实现转录后加工的。非编码RNA是通过与修饰点附近的序列结合形成碱基对而实现其功能的。;4、参与mRNA的稳定和翻译调控过程 通过与它们的靶mRNA在不同位置形成互补的碱基对，由阻塞核糖体结合点显示抑制翻译或防止抑制mRNA结构的形成而激活翻译。;5、在细胞发育和分化中的调控作用 许多miRNA在生物体内有着时序性或组织特异性表达。miRNA主要在转录后水平调控蛋白基因表达。如今已鉴定了系列与细胞分化有关的miRNA，如miRNA-143和miRNA-145参与调控平滑肌细胞的分化。;6、与肿瘤的发生发展的关系 发现在乳腺癌、肺癌、子宫癌和子宫颈癌患者中，位于染色体11q24上的miRNA的一个亚位点缺失，说明miRNA起到了肿瘤阻抑物的作用。;四、调节性非编码RNA调控蛋白质编码基因的表达 IncRNA（Long non-coding RNA） siRNA 微RNA（microRNA） piRNA ;IncRNA（Long non-coding RNA） ;IncRNA（Long non-coding RNA） IncRNA：是一类本身不编码蛋白、转录本长度超过200nt的长链非编码RNA分子，它可在多层（表观遗传调控、转录调控以及转录后调控等）调控基因的表达。 ; IncRNA起初被认为是基因组转录的“噪音”，是RNA聚合酶Ⅱ转录的副??物，不具有生物学功能。 近年来研究表明，IncRNA参与X染色体沉默、基因组印记以及染色质修饰、转录激活、转录干扰，核内运输等多种重要的调控过程，IncRNA的这些调控作用也开始引起人们的广泛关注。;22;23;24;1、编码蛋白的基因上游启动子区转录，干扰下游基因的表达； 2、抑制RNA聚合酶Ⅱ或影响染色质重构以及组蛋白修饰，影响下游基因的表达； 3、与编码蛋白基因的转录本形成互补双链，干扰mRNA的剪切，形成不同的剪切形式； 4、与编码蛋白基因的转录本形成互补双链，在Dicer酶的作用下产生内源性siRNA 5、与特定蛋白质结合，IncRNA转录本可调节相应蛋白的活性； 6、作为结构组分与蛋白质形成核酸蛋白质复合体； 7、结合到特定蛋白质上，改变该蛋白质的细胞定位； 8、作为小分子RNA（如miRNA、piRNA）的前体分子。;26;2. siRNA ; siRNA：是一类外源性的双链小分子RNA，它的长度一般为21-25nt。它在RNA干扰途径中通过引导目的基因mRNA的降解，以抑制mRNA的表达。 siRNA可经由多种不同转染（transfection）技术导入细胞内，并对特定基因产生专一性的基因敲除（knockdown）效果，这使siRNA成为研究基因功能与药物目标的一项重要工具。;29;3. 微小RNA（microRNA） ;31; 概念：miRNA是长约21-25nt的单链RNA，其中 50%定位于易发生结构改变的染色体区域。 特点：miRNA是内源性的，是生物体基因的表 达产物；miRNA是由不完整的发卡状双链 RNA，经Drosha和Dicer酶加工而成。;33; miRNA最开始的形成是源于内源性的生物体基因产生的发卡结构，该发卡结构在细胞核内经Drosha-DGCR8复合物加工产生pre-miRNA。然后pre-miRNA进入细胞质，进一步由Dicer酶切形成miRNA-miRNA二聚体，最后装载至Argonaute蛋白1（AGO1）而发挥作用。;35;36;37