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    詳解miRNA的誕生之旅

    發(fā)布時(shí)間: 2021-09-01  點(diǎn)擊次數(shù): 2769次

    miRNA 是由內(nèi)源性發(fā)卡結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物衍生而來的一種長為 19-25nt 左右的單鏈 RNA。

    第一, miRNA基因最先被RNA polymerase II轉(zhuǎn)錄生成5'蓋帽和3‘加尾的初級(jí)轉(zhuǎn)錄體,稱為pri-miRNA,長度約為 300-1000bp。

    第二,經(jīng) RNase III enzyme Drosha 和 DGCR8 剪切生成由 70 個(gè)核苷酸組成的不*的發(fā)卡結(jié)構(gòu),并且在 3‘端末端具有 2 個(gè)核苷的懸垂,此末端則為成熟的 miRNA 的末端,上面有一些凸起和環(huán)狀結(jié)構(gòu),稱為 pre-miRNA。DGCR8 是屬于 Pasha 蛋白家族的。該莖環(huán)結(jié)構(gòu)可以在 miRBase 數(shù)據(jù)庫中查詢到。

    第三,該莖環(huán)結(jié)構(gòu)的前體 miRNA 被核內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 Exportin5 捕獲到,并且通過細(xì)胞核孔復(fù)合體被運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外。

    第四,運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外的 pre-miRNA 很快被 Dicer 酶與 GTP 酶 Ran 和 TRBP 等組成的復(fù)合物識(shí)別,并且開始消化該 pre-miRNA,切掉其環(huán)狀結(jié)構(gòu),直至其變成不穩(wěn)定的雙鏈 RNA,也稱為 dsRNA 或者是 miRNA/miRNA*。

    第五,dsRNA 的不穩(wěn)定可以被 AGO 蛋白以及 RNA 解旋酶復(fù)合物解鏈成為兩個(gè)單鏈,并且其 中一條被降解,另一條則成為 20-23nt 的 mature microRNA,成熟的 miRNA 序列可在 miRBase 數(shù)據(jù)庫中查詢到,如視頻仁中顯示 dsRNA 變?yōu)槌墒?miRNA 的過程。


    miRNA 成熟過程中的關(guān)鍵性酶和蛋白

    RNA polymerase II:一般認(rèn)為 miRNA 基因由 RNA polymerase II 轉(zhuǎn)錄而來。可將 miRNA 基因轉(zhuǎn)錄成 5'端蓋帽 m7G 和 3‘端加尾 polyA 結(jié)構(gòu)。 

    Drosha:Drosha 蛋白為 RNase III enzyme 家族中的成員之一,主要作用就是剪切 Pri-miRNA 成為具有 3‘ 端 2nt 懸垂的 pre-miRNA。 

    DGCR8:是第一個(gè)被鑒定出來的參與了體內(nèi) miRNA 加工過程的 Pasha 蛋白,參與了 Drosha 蛋白對(duì)底物的識(shí)別。 Exportin5:為核轉(zhuǎn)運(yùn)受體家族的一個(gè)成員,其作用過程通過核孔復(fù)合體進(jìn)行。Exp5 與 RanGTP 以及 Pre-miRNA 形成一個(gè)三聚體,通過細(xì)胞核孔運(yùn)輸?shù)桨麧{,Ran-GTP 則變?yōu)?Ran-GDP,從而釋放出 Pre-miRNA。Ran-GTP 屬于核轉(zhuǎn)運(yùn)受體家族的輔助因子。 

    Dicer 酶:屬于 RNase 超家族的第三類酶,經(jīng)典的 DCR 結(jié)構(gòu)域包括 N 端的 DExH RNA 解旋酶 /ATP 酶結(jié)構(gòu)域,PAZ 結(jié)構(gòu)域和兩個(gè)相鄰的 RNaseIII 樣結(jié)構(gòu)域以及一個(gè) dsRNA 結(jié)合結(jié)構(gòu)域。

    Dicer 酶是成熟的 miRNA 產(chǎn)生所必須的,可以剪切 pre-miRNA5'端臂,也可以剪切 3‘ 端臂,或者同時(shí)剪切兩條臂。




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