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,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,microRNA,的结构、基因,及其功能,真核生物,细胞中产,生的，一大类非编,码,RNA,，,长约,18,26nt,由具有发夹结构的,前体转录物，经细胞中的核酸内切酶,Dicer,加工形成；,在生物的生长发育等过程发挥极其重要的作用。,1,、什么是,microRNAs?,1993,，发现第一个分子,lin-4;,2000,，发现第二个分子,let-7;,遗传学方法,Small temporal RNA(stRNAs),C.elegans,Ambros et al,Ruvkun et al,MicroRNAs: Hidden in the Genome,(Eric G. Moss,2002),2001,，,Tuschl,；,Bartel,；,Ambros,；,Caenorhabditis elegans,（线虫）,Drosophila melanogaster,（果蝇）,Mammalian(humam,mouse),（哺乳动物）,lin-4,and,let-7,100,多种内源性小分子,RNA,microRNAs(miRNAs),实验方法,Dicer,p,oH,Of The Year,2002,年，被美国,“,SCIENCE,”,杂志列为十大科学发现之首位,2,、,miRNA,基因的数量,Caenorhabditis elegans;(100,个,miRNA,基因,),Drosophila melanogaster;,(70,基因,),Mammalian(humam,mouse); (175 miRNA,基因,),Arabidopsis thaliana ;(18),Oriza Sativa;,(20),基因寻找法,:,miRscan ; miRseeker,基因总数的,1,。,IGR,IGR,IGR,IGR,IGR,IGR,Annotated,genes,Annotated,genes,exon,exon,exon,exon,exon,intron,intron,intron,intron,3,、,miRNA,基因的结构与特点,miRNA,基因的结构与特点,：,miRNA precursor,引自,Bartel,2002,gene & develop,(Wang et al 2004),串联成簇的,microRNA,分子,From Nelson C. Lau, 2001 VOL 294 SCIENCE,miRNA,基因的结构与特点,来源：基因间隔区、内含子,从具有茎环样前体结构的一条臂上加工产生，,18,26nt,5,端,-P,，,3,端,-OH,；多数分子,5,端以,U,起始,；,大部分线虫和人的,miRNA,基因是独立分布和不成簇的,.,大半已知果蝇,miRNA,是成簇排列，功能上可能相关。,保守性，,miRNA,在相近的物种中保守。,目前没有发现动物和植物中同源的,miRNA,分子。,4,、,miRNA,基因的表达,From Nelson C. Lau, 2001 VOL 294 SCIENCE,5,、,miRNA,的生物合成,（,A,）植物,miRNA,的生物合成,;(B),后生动物,miRNA,的生物合成,;(C)siRNA,的合成,(Bartel 2004,cell),6,、,miRNA,的作用机制,From Olivier Voinnet, cell signalling & gene regulation,Lin-4,Let-7,7,、,miRNAs,在植物中担当,siRNAs,From Bartel,From Cesar Llave, SCIENCE VOL 297 20,microRNAs,siRNAs,Napoli C,等，,1990,）,-,牵牛花,-,色素合成基因,(,查耳酮基因,)-,有颜色的矮牵牛花花瓣,-,高效表达查耳酮合成酶，“共抑制” 现象,(cosuppression) .,脉孢真菌,-,合成类胡萝卜素的基因,-30%,转化细胞自身基因的失活,-“,压制”,(quelling).,1995, Guo Su,博士,试图阻断,(C.elegance),中的,par1,基因,-,反义和正义,RNA.,1998,年，,Fire,反义核酸技术, dsRNA ; dsRNA,触发了细胞内的一些反应机制,.,这种现象命名为,RNA,干涉,(RNAi).,同时,Baulcombe,发现一些小分子的,22-25nt RNA, Tuschl,实验室命名为,siRNAs.,RNA,干涉现象被广泛地发现于脉孢菌、拟南芥、水螅、涡虫、锥虫、斑马鱼等大多数真核生物,.,8,、,RNAi,9,、,miRNAs,和,siRNAs,的区别,miRNA,来自于基因组中位点明显不同于其它已经验证的基因，反之，,siRNA,经常来自,mRNA,，转座子，病毒，或者异染色质,DNA.,转基因。,miRNA,是从能够形成局部的,RNA,发夹结构的转录物加工产生，然而,siRNA,是从长的双分子的,RNA,双螺旋或者延伸的发夹加工而来。,单一的,miRNA:miRNA*,螺旋是由每一个,miRNA,发夹前体分子产生，然而许多,siRNA,双螺旋是由各自的,siRNA,前体分子产生，从这两条伸展的,dsRNA,导致了许多不同的,siRNA,的积累 。,miRNA,序列几乎在相关的生物中始终是保守的，反之，内源性的,siRNA,序列很少保守。这些差异是区分和注释新发现的,miRNA,和内源性的,siRNA,的实践指导基础。,siRNA,专门执行“自动沉默”，因为它们专门实施它们自身来源的同一个位点（或非常相似的位点）的基因沉默，然而,miRNA,专门执行“异源的基因沉默”，因为产生它们的基因与其沉默的基因是不相同的。,10,、,miRNA,的功能,Mir-14 Acts as a Dose-Dependent Suppressor of Rpr-Dependent Cell Death,From Peizhang Xu, Current Biology, Vol. 13, 790795, 2003,Expression of mir-14 Suppresses Retinal Cell Death,Control of leaf morphogenesis by microRNAs JAW,From Javier F. Palatnik, NATURE 425,18,257-263,2003,From Steven M. Developmental Biology 259 (2003) 364379,Let-7,的缺失导致线虫发育失败,miRNAs,与人类疾病,脊髓肌肉萎缩症（,spinal muscular atrophy,，,SMA,），是一种由于运动神经元的生存基因（,survival of motor neurons,，,SMN gene,）突变而引起的蛋白水平降低或功能丧失所致的小儿神经坏死疾病。,SMN,复合体中的两种蛋白,(Gemin3,和,Gemin4),也是,miRNPs,的组成成份,.,fragile X,染色体智力迟钝,(FXMR) :,由于,fragile X,染色体智力迟钝蛋白,(FMRP),缺失或突变所致,.,早期的帕金森综合症和,X,染色体连锁的智力障碍,:miR-224 .,miRNA (miR-15,和,miR-16) :,慢性淋巴细胞白血病（,CLL,）,Argonaute,蛋白家族与其它癌症有关,:Wilms,癌症、原神经外胚层癌以及许多其它癌症, Argonaute,基因位点,(1p34,35),发生了改变 。,Hiwi,与睾丸生殖细胞癌的发展有关 。,
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