microRNA组学综述

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1、基因组学结课综述microRNA组学研究及进展000000000000000000000000000000microRNA组学研究及进展摘要：microRNA是由属十小分子RNA，由基因序列上的内含子片断转录并剪切加工而来，其长度约为19-24个核若酸。它的功能体现于基因翻译后与表达之间的时段，其功能的体现方式在于它能和mRNA进行不同程度的靶向绑定，以碱基的互补结合力形成双链结构，从而影响基因组信息的传递。初始的研究表明，microRNA的靶向识别仅仅在于microRNA的5'端起的前8个左右的碱基，也就是其种子区域。但后续研究表明

2、；非种子序列的靶向作用也不容忽视；与此同时，microRNA成熟体的靶向区域并不局限在3'UTR，它还能有效的靶向5'UTR，甚至编码区域。关键词:microRNA,靶基因分类，特征提取方法，神经网络一、miRNA的发现由于miRNA很小，在很长时间里没有被人发现。直到1993年，第一个miRNAlin-4才被Ambors等人发现。Ambors等研究秀丽隐杆线虫(C.elegans)时，发现与发育相关的lin-4基因的编码产物是一个长度为22个碱基的RNA小分子，它与另一个发育相关基因lin-14的3'UTR区域的7个保守位点部分互补

3、，可以调节lin-14的蛋白产物，从}fn调控线虫发育过程。这一发现揭开了一种新的基因调控机制，但在此后的7年中人们一直没有发现新的miRNA。直到2000年第二个miRNA分子let-7才在线虫被鉴定出来，它与lin-4有相似的调控机制。在此之后不到一年时间，二个实验室从果蝇、蠕虫、人类细胞中找到了近百个这类小RNA，并将其命名为microRNA。从此之后，miRNA的研究得到了广泛的关注，大量的miRNA被发现。目前关十miRNA的权威数据库miRBase中，收录了来自动物、植物和病毒等数十个物种的数千个miRNA基因的信息，并且

4、其数量还在不断的快速增长[1]。二、miRNA及其产生过程microRNA在其产生过程中，呈现不同的状态，不同生存周期中，具有不同的表观特点。下面分别以动物和植物的为例，对microRNA的特点进行描述[2]。在动物细胞内，microRNA生存周期中包含其5种状态:①带有尾巴结构和发卡结构的Pri-microRNA,②仅带有发卡结构的Pre-microRNA,③双链形式的microRNA/microRNA*复合物、④单链microRNA,⑤已靶向靶序列的microRNA/target-link结合物。其中，Pri-microRNA就是

5、带有两种特殊结构的microRNAgene转录物，该转录物在其基因转录剪切后，由十自身呈单链结构，加上细胞内的生物分子动力的作用，很自然的形成带有尾巴结构、发卡结构和碱基茎区的分子。该茎区遵循W-C配对原则。状态②则是状态①经过一种酶去尾处理，保留下茎区和发卡结构的Pre-microRNA,而Pre-microRNA在细胞核内外都能检测到。状态③相对十前一种状态}fIJ言，少了发卡环结构，而该结构的剪切，使得microRNA形成了成熟的双链结构。双链结构其实就是状态①中茎区的一部分，它是microRNA和microRNA*的复合物。当

6、解链酶作用后，microRNA成熟体(单链)则产生了，同时也生成了单链的microRNA*,即状态④。在以往的研究中，学者大多关注microRNA成熟体的作用机制和功能。通常情况下，简单认为microRNA*链是不具有功能的、仅与microRNA互补的单链RNA，指出其在与microRNA链分离后，在细胞内逐渐降解。但是，大量研究陆续证实，有的microRNA*链也能起到microRNA的靶向作用，从}fn导致靶序列所在区域的基因沉默。因此，研究人员指出，microRNA链和microRNA*链是相对的，当其中一条microRNA单链

7、在发挥自有的、特有的功效时，microRNA*链相对于该功能不发挥microRNA作用:但是在不同组织、不同细胞表达过程中，microRNA*链发挥microRNA作用时，与其互补的链则不发挥该功能。而microRNA使靶基因表达受到抑制和诱导其降解的过程也就是状态⑤。对于植物microRNA而言，它与动物microRNA相比，各个时期有相似之处，也有不同之处。植物microRNA的状态②包含有两种形式，一种和动物microRNA的②状态一致，另外一种则是带有尾巴结构的Pre-microRNA，并且动物microRNA的①状态仅存在于

8、细胞核内；②状态同时存在十细胞核内与细胞核外；状态③、④和⑤存在十细胞核外。而植物microRNA的①和②状态存在十细胞核内；状态③同时存在十细胞核内外；状态④和⑤存在于细胞核外[3]。三、miRNA的作用机制micro