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非编码RNA在基因表达调控中的作用

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第一部分非编码RNA概念及分类 2

第二部分非编码RNA的转录后调控机制 4

第三部分长链非编码RNA的基因沉默 7

第四部分微小RNA指导的基因沉默 9

第五部分环状RNA与基因表达调控 12

第六部分snRNA和snoRNA在RNA加工中的作用 15

第七部分非编码RNA与疾病相关性 17

第八部分非编码RNA研究的发展趋势 20

第一部分非编码RNA概念及分类

关键词

关键要点

主题名称：非编码RNA的概念

1.非编码RNA（ncRNA）是长度超过200个核苷酸的RNA分子，不编码蛋白质。

2.ncRNA在基因组中广泛存在，占人类基因组的98%以上。

3.ncRNA与蛋白质形成复杂的网络，共同调控基因表达。

主题名称：非编码RNA的分类

非编码RNA的概念及其分类

概念

非编码RNA（ncRNA）是广泛存在的RNA分子，其不编码蛋白质，在基因表达的调控中具有重要作用。与编码蛋白质的信使RNA（mRNA）不同，ncRNA通常具有以下特征：

*不翻译为蛋白质：它们缺乏翻译所需的开放阅读框。

*转录后染色质修饰：它们对靶序列进行表观遗传修饰，从而调节基因表达。

*与蛋白质复合物相互作用：它们与蛋白质形成复合物，发挥调控作用。

分类

ncRNA可根据大小、功能和生物合成途径进行分类。主要的ncRNA类型包括：

1.微小的非编码RNA(miRNA)

*大小：20-25个核苷酸

*功能：靶向mRNA，导致其降解或翻译抑制。

*生物合成：pri-miRNA转录为前体，由DicerRNase剪切为成熟miRNA。

2.小干扰RNA(siRNA)

*大小：20-25个核苷酸

*功能：与mRNA形成双链体，触发RNAi通路导致mRNA降解。

*生物合成：从双链RNA前体转录而來。

3.长链非编码RNA(lncRNA)

*大小：超过200个核苷酸

*功能：广泛，包括染色质重塑、转录激活和抑制、mRNA稳态等。

*生物合成：与蛋白质编码基因类似，由RNA聚合酶II转录。

4.圆形RNA(circRNA)

*大小：可变，通常为数百至数千个核苷酸

*功能：海绵化miRNA，调节mRNA表达。

*生物合成：从前体mRNA的反向剪接产生。

5.Piwi相互作用RNA(piRNA)

*大小：24-33个核苷酸

*功能：在生殖细胞中沉默转座元件。

*生物合成：pri-piRNA转录为前体，由Piwi蛋白加工为成熟piRNA。

6.核仁小RNA(snoRNA)

*大小：60-300个核苷酸

*功能：参与rRNA的加工和修饰。

*生物合成：由RNA聚合酶II转录。

7.其他ncRNA

*包括小核仁RNA(snRNA)、小核RNA(snRNA)和小信号RNA(tRNA)。

ncRNA的功能

ncRNA在基因表达的各个方面发挥着至关重要的作用，包括：

*转录调控：通过表观遗传修饰或与转录因子的相互作用调节基因转录。

*翻译调控：靶向mRNA，抑制其翻译或导致其降解。

*染色质结构：影响染色质的开放性，从而影响基因表达。

*基因组稳定性：抑制转座元件的活性。

ncRNA与疾病密切相关，包括癌症、神经退行性疾病和心血管疾病。因此，ncRNA成为生物医学研究的重要领域，为疾病诊断和治疗提供了新的靶点。

第二部分非编码RNA的转录后调控机制

关键词

关键要点

主题名称：非编码RNA的剪接调控

*非编码RNA（ncRNA）的剪接加工过程与蛋白质编码基因的剪接类似，涉及剪接体、剪接因子和调控序列的识别。

*ncRNA的剪接模式的多样性（如内含子保留、外显子跳跃）产生不同的ncRNA异构体，这些异构体具有不同的稳定性和功能。

*剪接因子、表观遗传修饰和RNA结合蛋白的调控影响ncRNA的剪接模式，从而调节其稳态和功能。

主题名称：非编码RNA的稳定性调控

非编码RNA的转录后调控机制

miRNA介导的mRNA降解和翻译抑制

miRNA通过与靶mRNA的3非翻译区（3UTR）结合发挥作用。这种结合会导致以下两种主要机制：

*mRNA降解：miRNA-mRNA结合复合物的形成招募AGO2，后者是一个具有核酸内切酶活性的蛋白。AGO2切割mRNA，使其降解。

*翻译抑制：miRNA-mRNA结合复合物也可能阻断核糖体的结合，阻止翻译。