sirna与mirna

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1、siRNA和miRNA专题知识撰写时间：2006-10-2311:05:00　    仅仅是DNA和蛋白质之间的“过渡”？但越来越多的证据清楚的表明，RNA在生命的进程中扮演的角色远比我们早前设想的更为重要。RNA干扰（RNAinterference）的发现使得人们对RNA调控基因表达的功能有了全新的认识，更因为可以简化/替代基因敲除而成为研究基因功能的有力工具，因此格外引人注意，在2002年度Science评选的10大科学成就中RNAi名列榜首。随着对小分子RNA研究的不断深入，研究人员开始认识到：小分子RNA

2、的世界一点都不小。有人推测：小分子RNA可能代表一个新层次上的基因表达调控方式。    小的干涉RNA（smallinterferingRNA;siRNA）和微小RNA（microRNA；miRNA）是两种序列特异性地转录后基因表达的调节因子，是小RNA的最主要组成部分，它们的相关性密切，既具有相似性，又具有差异性。对小RNA的深入研究将使我们更深一步了解生命的奥秘。本文主要介绍这两种小RNA分子及其作用机理。 siRNA介绍   RNA干涉（RNAi）在实验室中是一种强大的实验工具，通过这种方式，利用具有同源性

3、的双链RNA（dsRNA）诱导序列特异的目标基因的沉默，迅速阻断基因活性。小的干涉RNA（siRNA）是在RNA干涉过程中人工体外合成的小片段RNA，由约20个碱基对组成，包括5个磷酸盐，2个核苷和3个悬臂。SiRNA在RNA沉默通道中起中心作用，是对特定信使RNA（mRNA）进行降解的指导要素。1999年，Hamilton等在植物基因沉默的研究中首次发现21～25nt的dsRNA的出现对转基因导致基因沉默十分重要，而在转基因正确表达的植株中则未出现。随后，Hammond等进行的细胞提取物核酸酶活性实验证明了小分

4、子RNA在RNAi中的作用，这些小分子RNA就是由dsRNA形成的siRNA。siRNA的3?-末端2-nt的突出对靶点识别的特异性起一定的作用，可将其限定在第一个碱基对相邻的不成对碱基的位置。两个研究小组以数以千计的人类和老鼠基因为目标创建RNAi库的进展，科学进展已清晰地表明：在哺乳动物中利用小的干涉RNA和短发夹RNA（shorthairpinRNAs，shRNA）来进行RNA干涉以使基因沉默已经成为强大而有力的生物工具。例如，在基因操作较困难的神经元中，也有成功进行RNAi的报道。Krichevsky等将

5、化学合成的21ntsiRNA通过阳离子脂类转染试剂导入原代培养的大鼠神经元，显著抑制内源靶基因和转染基因的表达。抑制神经元NO合成酶表达能有效降低疼痛，在Korneev的实验中设计的双链RNA成功地抑制了中枢神经系统NO合成酶表达，获得RNA干扰的成功。RNAi能在极低浓度（nmol范围）siRNA存在下显示出特殊有效性。图1dsRNA可以沉默目标基因。在植物中，通过注入人工合成的RNA病毒或者是插入反向重复序列可以诱导目标基因沉默。在线虫中，沉默也可以用注射dsRNA的方式来诱导。这两种生物体中，沉默是系统的并

6、且传遍全身。a)沉默信号从脉杆传到叶片组织。绿色是绿色荧光蛋白；红色是叶绿素荧光，可以在绿色荧光蛋白被沉默后看出。b,c）通过实验，使得线虫的核中表达绿色荧光蛋白。实验者在左边加上对照dsRNA，右边加上绿色荧光蛋白的dsRNA。一些神经元核仍然可以检测到荧光，对应于少量的蛋白质表达。c）Hela细胞加上ORC6siRNA之后，针对微管蛋白（绿色）和DNA（红色）进行染色。ORC6的去除导致多核细胞的积累。稳定的沉默也可以通过表达发夹结构或者折回的双链RNA的表达来实现。d）当和野生型的果蝇相比（右边），成体果蝇

7、中表达控制白色基因的发夹同源物（左边）导致眼睛丧失色素。 miRNA介绍  miRNA的研究起始于时序调控小RNA（stRNAs）。1993年，Lee等在秀丽新小杆线虫（Caenorhabditiselegan）中发现了第一个可时序调控胚胎后期发育的基因lin-4，2002年，Reinhart等又在线虫C.elegan中发现第二个异时性开关基因let-7，2001年10月《science》报道了三个实验室从线虫、果蝇和人体克隆的几十个类似C.elegan的lin-4的小RNA基因，称为microRNA。随后多个研

8、究小组在包括人类、果蝇、植物等多种生物物种中鉴别出数百个miRNAs。对一部分miRNAs的研究分析提示：miRNAs参与生命过程中一系列的重要进程，包括发育进程，造血过程，器官形成，凋亡，细胞增殖，甚至是肿瘤发生(Kim,2005)。   miRNAs是一种21－25nt长的单链小分子RNA，其结构特征如下：广泛存在于真核生物中，是一组不编码蛋白质的短序列RNA，它本身