RNA编辑功能的研究进展

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1、RNA编辑功能的研究进展主要内容1.RNA编辑的定义2.RNA编辑现象的发现及类型3.RNA编辑功能4.RNA编辑的生物学意义5.展望1.定义RNA编辑是指转录后的RNA在编码区发生碱基的插入、删除或替换(修饰)，使转录产物不能忠实地反映模板DNA的一级序列，并产生多态性的基因表达产物。2.发现及类型锥虫动质体线粒体哺乳动物的载体蛋白副粘病毒SV5P基因Benneetal1986Chanetal1987Thomasetal1988…………多种动物与高等植物…….插入UC→U插入G插入/删除编辑，即将碱基从转录

2、本中加入或者删除，如U/C的插入或删除，这种类型的特点是依赖于向导RNA（gRNA）来完成。替换（修饰）编辑，即一种碱基转变成另一种，如C-U、A-I、A-G和U-C。Eg：动物A-I纠正基因组中因G-A改变而导致蛋白质的改变高等植物C-U通过对基因组编码的C残基进行脱氨基来完成A-IC-U3.RNA编辑功能RNA编辑分布非常广泛，遍及原生动物、哺乳动物、植物、昆虫、真菌、病毒等生物，涉及到线粒体、叶绿体以及细胞核中的3种RNA编码基因（mRNA、rRNA、tRNA）。编辑情况RNA编辑来源U插入/删除锥虫线

3、粒体CU替换哺乳动物细胞核、植物线粒体AI替换真核生物细胞核C插入变形菌G插入副黏液病毒3.1线粒体中的RNA编辑在高等植物线粒体中RNA编辑的方式是C→U替换，此外，植物线粒体RNA的编辑偶尔也有U→C替换。线粒体中RNA编辑的功能：产生功能蛋白，Eg：锥虫线粒体U的插入/删除，C→U。改变遗传信息，Eg：小麦nadI基因由C→U，而产生新起始密码子。引起基因表达产物的多态性，Eg：矮牵牛atp6基因转录本中只有一种完全编辑转录本的终产物。与细胞质雄性不育，Eg：小麦基因atp由C→U而终止。3.2叶绿

4、体中的RNA编辑高等植物（Eg：烟草、水稻、黑松等）的RNA编辑现象也发生在叶绿体中，大部分是C→U的转换。叶绿体中RNA编辑的功能：可能参与基因表达调控。提高同源基因的氨基酸保守性。编码区的编码在一定程度上还能提高转录本的稳定性和编码蛋白的疏水性。3.3细胞核中RNA的编辑3.3.1mRNA的编辑功能AUGU的插入形成起始密码子核苷酸的插入产生新的阅读框U的插入形成终止密码子C-U的转换形成起始密码子碱基的转换引起剪切位点及相应氨基酸编码序列的改变碱基的转换删除终止密码子C-U的转换形成终止密码子STOP通

5、过编辑产生或删除起始密码子和终止密码子,使mRNA在进行转译过程中遗传信息发生变化。Eg：锥虫植物细胞器人体内U的插入C→UNew起始密码子终止密码子植物金鱼藻C→U终止子丧失功能mRNA编码序列区插入或删除单个核苷酸后,能使其读码框移动从而形成新的开放阅读框,这一变化使编码蛋白发生很明显的变化。Eg：这种不同读码框的相互转变能够编码不同的蛋白而发挥不同的生物学功能。副粘病毒P基因mRNA中同一编辑位点插入数目不等的核苷酸生成3种阅读框通过编辑可以改变前体mRNA中的剪切位点,从而改变编码序列以发挥其功能。E

6、g：植物内含子A→I导致剪切位点的改变哺乳动物编辑酶ADAR2自体编辑产生可变剪接位点使受体亚基具有潜在的自主反馈机制3.3.2tRNA的编辑功能tRNA的编辑分别在一级结构、二级结构以及三级结构水平产生形成其结构所必须的元件,包括形成二级结构中的茎环。这些都可以通过核苷酸的缺失、插入或替换实现。多头绒泡菌线粒体基因组中tRNA图Eg：多头绒泡菌线粒体基因组编码5种tRNA,其中4种受核苷酸插入的编辑。碱基的转换产生保守结构的组成部分碱基的转换对翻译的效率进行调节碱基的转换产生保守结构的组成部分核酸的插入影响

7、翻译的精确性和效率3.3.3rRNA的编辑功能目前已发现的rRNA的编辑现象要比mRNA和tRNA中的少,但是rRNA一旦发生编辑,将产生重要影响,编辑通常发生在保守结构和重要功能位点。在反密码子环处的碱基替换改变了tRNA的一致性核苷酸的插入加入了某些保守序列原件碱基转换对茎部的错配可以进行纠正核苷酸的插入形成互补的茎部结构核苷酸的插入保证了重叠区域的完整性碱基转换帮助5＇-和3＇-端的加工成熟4.生物学意义与多种生命现象相关RNA编辑基因表达产物的多态性肿瘤抑制基因WT1和NFRNA编辑可能在某些疾病发生

8、中的作用暗示与植物细胞质雄性不育关系密切线粒体基因产生功能蛋白所必不可少的加工步骤与生物进化有关当基因的某些位置发生碱基的删除、插入或替换编辑，而这些编辑又不引起基因的移码时，将导致这些基因获得新的结构和功能，促进生物进化。Eg：在较低等得真核生物，如酵母中未发现RNA编辑现象。5.展望RNA编辑现象的发现引起中心法则内涵的扩展，使人们逐渐认识到基因表达调控的一个新的未知水平,以及此现象在正常生理过