长片段非编码RNA及其功能

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1、万方数据·2·长片段非编码RNA及其功能l东龙(河南省周口师范学院生命科学系466000)摘要本文主要介绍了长片段非编码RNA的特性、功能以及与～些疾病的关系。关键词长片段非编码[hNA转录调控疾病发生长片段非编码RNA(10ngnoncodingRNA。In．cRNA)一般是指长度超过200个核苷酸的非蛋白质编码RNA，它有别于具有调控作用的小分子非编码RNA(ncRNA)，如微小RNA(miRNA)、小干涉RNA(siR—NA)、核仁小RNA(snoRNA)等。IncRNA像mRNA一样通常由RNA聚合酶Ⅱ转录生成，但其具有时空表达特异性，缺

2、乏有义开放阅读框(ORr)，不编码蛋白质，直接以RNA的形式发挥作用。它们在生命活动中具有调节转录、转录后加工、蛋白质翻译等多种作用，同时与包括癌症在内的多种疾病的发生发展有关⋯。l长片段非编码RNA的生物学特性最新研究发现，整个人类基因组中只有1／5的基因转录物与蛋白质编码有关，即使编码蛋白质的mR—NA其末端还含有一些非编码区域，这表明非编码序列的长度至少是蛋白质编码序列的4倍【21。大规模互补DNA(eDNA)测序项目显示，在老鼠基因组中有3．5万多种非编码转录物，显然lncRNA的丰富度出乎人们的意料。而且，由于很难区分蛋白质编码转录与非

3、编码转录，这还是被保守估计的数字[3J。研究显示，哺乳动物的IneRNAs位于基因组内长的基因间区，基因组序列往往被分隔为许多不同的编码和非编码部分，以正义或反义方向转录，包含蛋白编码基因在内的正义和反义转录物常形成重叠交织的网状转录复合物[引。‘各种生物的许多小RNA(如miRNA或snoRNA)显示出很强的保守性。与此相反，lncRNA普遍缺乏保守性，这也是经常被作为其无功能的证据【4

4、。然而。研究较为清楚的lncRNA一般具有低保守性，如X染色体失活基因(Xist)，这表明长片段非编码RNA可能受到不同的选择压力所致。不像mRNA不得不保留

5、密码子的用途、还要防止单个长ORF的移码突变，IncRNA可选择保留的只是与制约结构或特异序列相互作用的小区。尽管lncRNA一般具有低保守性，许多IncRNA仍含有强保守元件。已经证明哺乳动物的IncRNA在一级结构水平上具有低保守性，而二级结构具有保守性[51。2长片段非编码RNA的功能2·I对母录的调控在真核生物中，RNA转录是一个严密的调控过程，ncRNA可以针对这一过程的不同方面发挥作用。可以针对转录反应的不同成分，如转录的激活剂或阻遏物、RNA聚合酶II等【6J。这些ncRNA与转录因子共同组成一个调控网络，精细地调控复杂的真核生物基

6、因的表达。ncRNA通过不同的机制调节转录因子的功能，包括作为辅调节因子或通过与辅调节因子联合发挥作用，来调节转录因子的活性。例如，非编码RNAEvf一2是作为同源异型框转录因子Dlx2的一个辅激活子，在前脑和神经发育中发挥重要的作用【7

7、。lncRNA还可以调节毗邻的蛋白质编码基因的表达。RNA结合蛋白TLs通过结合并抑制cAMP反应元件结合蛋白(CREB)和组蛋白乙酰转移酶P300活性，而抑制靶基因细胞周期蛋白Dl(eyelinD1)表达。通过使结合于5’调控区的lncRNAs的低表达，来指导新的TLS加入到cyelinD1启动子上，以响应D

8、NA损伤信号。此外，IncRNA与配体协同调节TLS的活性【81。nch；《'A也调节所有基因转录中需要RNA聚合酶II的转录因子LoJ6。这些转录因子，包括组装启动子起始复合物或参与转录延伸的成分。来自二氢叶酸还原酶(DHFR)基因上游的副启动子，在DHFR主启动子内形成稳定的RNA—DNA的三链结构，以防止转录辅因子TFIID的结合【9

9、。非编码RNAU1能通过RNA聚合酶IIc一末端结构域的磷酸化，特异性结合和刺激TFIIH，从而诱导转录起始。热休克RNA一1(HSR一1)是一个长片段非编码RNA，它以非活性状态存在于所有细胞中，但在胁迫时

10、被激活而诱导热休克基因表达。这种激活作用涉及响应温度升高时HSR一1构象的变化，从而促使其与转录激活剂HSF一1相互作用，随后经三聚作用诱导热休克基因的表达¨⋯。2．2转录后的调控除了调节转录外，lncRNA还调控基因转录后mRNA的加工过程。它类似于miRNA和snoRNA等小调控RNA，常常通过与靶mRNA互补碱基配对而发挥作用。非编码RNA与rnRNA的互补部分形成RNA双链，可以覆盖mRNA内需要结合反式作用因子的关键元件，潜在地影响转录后基因表达的多个步骤，包括前体mRNA加工与剪接、运输、翻译和降解。mRNA的剪接可诱导其编码的蛋白质

11、翻译和功能万方数据生堑堂熬堂!鱼!Q堡(箜!!鲞2筮!塑多样化。锌指E框结合同源异型框2(zeb2)mRNA有特别长的5非翻译区(UTR