MicroRNA简介

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1、基因。它们就像散落于天幕的星星一样，分散在人类的基因组中。而在这些基因间存在的大片大片的DNA片段是不能编码蛋白质的，即“非编码序列”。由于功能不清，加州理工学院的大野·乾于1972年提出用“垃圾基因”的概念来形容它们。30亿个碱基对组成的DNA序列中，只有1%—2%编码蛋白。，其中的外显子，也就是能够制造蛋白质的编码序列.也就是说，在人类基因组中，有98%的信息是看似无用的“垃圾”。非编码DNA（或称“垃圾DNA”），是指不包含制造蛋白质的指令，或是只能制造出无转译能力RNA的DNA序列。此类DNA在真核生物的基因组中占有大多数。远远超过编码基因，有很长的一段时间科学家们没有认

2、为这些非编码的作用，垃圾”DNA还能通过合成调节性RNA发挥功能。这些RNA并不是为了合成蛋白质，但却在生命的舞台上扮演着不同的角色。迄今为止，细胞中的rRNA、tRNA、snRNA、asRNA、snoRNA、miRNA、piRNA都是非编码“垃圾”DNA合成的。它们参与到基因活化、基因沉默、基因印记、剂量补偿、蛋白合成与功能调节、代谢调控等众多生物学过程中。科学家们已经发现：“垃圾”DNA的功能之一就是调节基因的活动，如同一道指令一样，控制着基因。一些控制基因开和关的特殊蛋白(转录因子)能特异识别基因附近的非编码“垃圾”DNA，通过与它们相互作用参与基因的抑制与激活。科学家还发

3、现，大多数基因的开启和关闭是由附近的“垃圾”DNA控制的。它们就像是基因的“分子”开关，调节基因的活动。例如，在酵母中，大约30%基因上游的非编码DNA在基因调控中发挥作用。在拥有更大基因组的哺乳动物中，虽然特殊的有功能的“垃圾”DNA的分布要比在酵母中分散，但却在编码蛋白序列的上下游区域内呈簇分布。这部分的研究由于与疾病的相关性，因此收到科学家的瞩目。这么少的基因耗费了如此大的基因组是不是太过于浪费啦？那么，在学术界和新闻媒体中广为流传的“基因的墓场”是真的吗？经过漫长岁月的进化，许多“垃圾DNA”序列被顽固地保留下来，这是不是在暗示它们有着不可或缺的功能？“垃圾”DNA对生物

4、意味什么？海量“垃圾”的存在引发了科学家们浓厚的兴趣并重拾对“垃圾”序列的关注，也掀起了一场声势浩大的从垃圾中寻宝的浪潮。“合”指的是合理。亿万年的进化使不合理的基因基本上都被淘汰了，所以存在的基因其功能必定是合理的，至少具有合理性的一面。合理的表现就是能够促进个体的生存和繁衍。合理遵循两个原则：一，经济原则。生物不会浪费物质和能量在一个无用或者冗余的基因上。凡是一个基因可以实现的功能，没有必要用两个基因。二，有效原则。基因的功能应该促进而不是损害生物的生存和繁衍。根据合理性原则，无需任何实验证据，我们不难想到非编码DNA序列是有用的，不是无用的垃圾。该领域中，经过miRNA的大

5、热之后，现在lncRNA也成为该领域的重点研究对象，小伙伴们也可以从越来越多的相关标书中发现倪端。一、RNA分类以上是根据功能来分类，还可根据片段大小来分类SmallncRNA和LongncRNA，SmallncRNA是指片段小于200nt的RNA，除了我们熟悉的MicroRNA和tRNA、rRNA外，还有snoRNA（小核仁RNA）、piRNA（Piwi蛋白互做RNA）等等十多种，也都是各有各的作用。非编码RNA是指不编码蛋白质的RNA。其中包括rRNA，tRNA，snRNA，snoRNA和microRNA等多种已知功能的RNA，还包括未知功能的RNA。这些RNA的共同特点是都

6、能从基因组上转录而来，但是不翻译成蛋白，在RNA水平上就能行使各自的生物学功能了。低等的生物，象病毒、细菌等只有少量的“Junk”DNA，而高等的动、植物则含有大量“Junk”DNA，它们甚至占据着基因组的大部分。这就是说，伴随着生物从简单到复杂、从低级到高级、从信息少到信息多，非编码DNA不断增加。它意味着“Junk”DNA可能蕴涵着生物体复杂性的信息。二、microRNA概述MicroRNA (miRNA)是一类由内源基因编码的长度约为22个核苷酸的非编码单链RNA分子，具有在翻译水平或转录后水平调控基因表达的功能.其本身不具有开放阅读框架(ORF)，并且不编码蛋白质。mic

7、roRNA兴起1993年，Ambros小组以线虫为对象用基因打靶技术研究某些基因对其发育的影响。他们找到了一个对发育有明显干扰的基因。通常线虫要通过四个幼虫阶段才能成熟，这个基因的突变使其只停留在第一阶段。令人们惊奇的是这个基因并不编码任何蛋白质，而是编码一个microRNA。但可以以不完全互补的方式与lin-14基因的mRNA的3‘非翻译端的特定区域相互作用，最终抑制lin-14蛋白质合成，调控着线虫幼虫由L1期向L2期的转化。在线虫中发现了第一个miRNA-lin-4。以后的