小分子核糖核酸

title: 命名规则.
content: miR-前缀后面所跟着的数字,代表命名的顺序,比如,miR-124比miR-456发现得早。  “miR-”代表成熟的miRNA、“mir-”代表pre-miRNA和pri-miRNA、“MIR”代表编码miRNA的基因。  miRNA几乎全是独一的编码顺序,但对于拥有一两个碱基不同的则会被标上字母以示,例如,miR-124a与miR-124b。 若成熟的miRNA相同,但pre-miRNA和pri-miRNA和编码他们的基因来自于不同的基因组,则使用数字来表示,例如,mir-194-1和mir-194-2表示两个pre-, pri-miRNA剪切后的成熟miRNA是完全相同的,但却是两个不同的来源。  前缀的三个字母代表了不同的种族来源,例如,hsa-miR-194代表miRNA来源于人类,oar-miR-124来源于绵羊。  对于形成pre-,pri-miRNA茎环的两端miRNA, 通常一端在数量上远远超过另一端。数量优势的一端往往称为guide strand,而另一端被称为passenger strand,通常被大量降解,用*号来表示,例如miR-124和miR-124*。
title: 生物合成机制.
content: 有多达40%的miRNA位于其他基因的内含子或甚至外显子中。他们通常(但不限于)在有义方向被发现,因此它们通常与他们宿主基因一起调节。 位于DNA模板上的序列,并非成熟miRNA的最终编码:有6%的人类miRNA有RNA编辑的现象,RNA上特定位置的修饰,会产生和他们DNA不同的产物。这增加了miRNA作用的多样性和范围,远超过了基因组单独引起的作用。
title: 转录.
content: miRNA基因通常由RNA聚合酶II转录,聚合酶常常会结合到DNA序列附近的启动子,并将其编码成前miRNA的发夹环。 所得到的转录产物,上有5'端帽及多聚腺苷酸尾并已被剪接。动物的miRNA最初转录为约80个核苷酸的RNA茎环,其会交互形成几百个核苷酸长的miRNA前体,称作pri-miRNA。当在3'UTR(3'非编码区)中发现茎-环前体时,该转录物可以作为pri-miRNA和mRNA。 此外,RNA聚合酶III也会转录一些miRNA,特别是具有上游Alu元件的、tRNA或哺乳动物宽分散重复(mammalian-wide interspersed repeats)启动子单元。
title: 核加工.
content: 单个pri-miRNA可以含有1至6个miRNA precursor,这些发夹环结构各自由约70个核苷酸组成,而每个发夹的侧翼包含了RNA加工的必要序列。 在pri-miRNA中发夹的双链RNA(dsRNA)结构,会被称为DiGeorge综合症关键区8(DGCR8或无脊椎动物中的“Pasha”)的核蛋白所识别。随后DGCR8与Drosha酵素结合形成微加工复合体(Microprocessor complex)。  在该复合物中,DGCR8使Drosha的RNase III催化结构区域定向,借此从发夹碱基中切割约11个核苷酸,从而释放pri-miRNA的发夹弯。所得产物在其3'端具有两个核苷酸的突出端,其也具有3'羟基和5'磷酸基团。它通常被称为前miRNA(pre-miRNA)。有许多对于有效加工重要的pre-miRNA下游的序列基序(Sequence motif),已被识别鉴定了。  而对于那些绕过微加工复合体,直接剪接出内含子的前miRNA,被称为“Mirtrons”。其最初被认为只存在于果蝇和秀丽隐杆线虫中,然而现在已经在哺乳动物中发现其存在。 有多达16%的pre-miRNA可以透过核RNA编辑改变,其中最常见地,如腺苷脱氨酶作用于RNA(ADAR)上的腺苷至肌苷(A至I)转换。另外,RNA编辑也能停止核加工(例如pri-miR-142,其会导致核糖核酸酶Tudor-SN的降解),并改变下游流程包括细胞质miRNA的加工与目标专一性(像是改变中枢神经系统中miR-376的种子区域)。
title: 核输出.
content: 核细胞穿梭蛋白Exportin-5涉及前miRNA发夹从细胞核输出的过程。这种蛋白质是karyopherin家族的一个成员,它会识别前miRNA发夹的3'末端,由RNase III酶与Drosha遗留的两个核苷酸的突出端。 Exportin-5-mediated介导运输到细胞质是能量依赖的(主动运输),其使用GTP来绑定Ran蛋白。
title: 细胞质加工.
content: 在细胞质中,前miRNA发夹会被由RNaseIII酶Dicer所切割,该内切核糖核酸酶与miRNA发夹的5'和3'端相互作用并切除连接3'和5'臂的环,产生长度为22个核苷酸的不完全的miRNA:miRNA*双链体 。整个发夹长度和环尺寸都会影响Dicer的加工效率。由于RNA的不完全配对性质,miRNA:miRNA*双链体的配对程度也会影响切割 。  此外,一些富含G的pre-miRNA可以潜在地利用G-四联体,来替代典型的茎-环结构。 例如,人的pre-miRNA 92B就使用G-四联体,来抵抗Dicer在细胞质中的介导切割。 虽然双链体的任一链,皆可作为潜在作用的功能miRNA,但通常只有一条链会掺入RNA诱导沉默复合体(RISC)中,在其中该miRNA会与其目标mRNA相互作用。
title: 植物中的生物合成.
content: 在植物中miRNA的生物合成与动物的最大差异,主要是在于核加工和输出的过程中:其不像动物使用两种不同的切割酶(一种位于核内部、一种位于核外部)。植物的两种切割,都是利用称为Dicer-like1(DL1)(Dicer同源物)进行,由于DL1仅在植物的细胞核中表达,这表明这两种切割都在核内发生。在植物miRNA:miRNA *双链体被转运出细胞核之前,其3'突出端会被称为Hua-Enhancer1(HEN1)的RNA甲基转移蛋白甲基化,然后透过称为Hast(HST)的蛋白质(Exportin 5蛋白的同源物)将双链体从细胞核运出到细胞质中,在那里它们会分解并且生成成熟的miRNA,来结合到RISC中。

Summary: 小分子核糖核酸(英语:microRNA,缩写为miRNA)又译微核糖核酸,是真核生物中广泛存在的一种长约21到23个核苷酸的核糖核酸(RNA)分子,可调节其他基因的表达。miRNA来自一些从DNA转录而来,但无法进一步转译成蛋白质的RNA(属于非编码RNA)。miRNA通过与目标信使核糖核酸(mRNA)结合,进而抑制转录后的基因表达,在调控基因表达、细胞周期、生物体发育时序等方面起重要作用。在动物中,一个微RNA通常可以调控数十个基因。

MicroRNA: A microRNA (abbreviated miRNA) is a small non-coding RNA molecule (containing about 22 nucleotides) found in plants, animals and some viruses, that functions in RNA silencing and post-transcriptional regulation of gene expression. miRNAs function via base-pairing with complementary sequences within mRNA molecules. As a result, these mRNA molecules are silenced, by one or more of the following processes: (1) Cleavage of the mRNA strand into two pieces, (2) Destabilization of the mRNA through shortening of its poly(A) tail, and (3) Less efficient translation of the mRNA into proteins by ribosomes.