寻找miRNA的方法:这里我们简单看一下分子信息学的方法:应用计算机的方法如MirScan来寻找miRNA分子已经在线虫及脊椎动物体内取得了巨大的成功。2004年6月,吳政道在前述的计算机方法的基础上提出一种可以进行高通量筛选miRNA靶位点的方法。用这种方法筛选miRNA的原理:该方法的出发点为前体的发夹状结构及miRNA在物种间的保守性。miRNA基因可能定位于编码蛋白基因的内含子区域(有意义链或反意义链)及远离任何已知基因的基因间区域。一些时候,几个发夹状结构以多顺反子的形式丛集在一起.Uwe Ohler, Chris Burge等人给出了一些可以提高寻找miRNA基因的准确性的一些附加条件:1)上游和下游保守序列的数量;2)候选发夹状结构的上游高度保守的模序的存在。MIT的Bartel and Chris Burge报道了一种可以用来探测miRNA与其作用的靶基因之间的关系的新的计算机的方法——TatgetScan。他们针对已知的每一个miRNA,扫描mRNA的数据库——DNA转译为蛋白的生化信息,搜索与miRNA匹配的片段,然后对miRNA与mRNA的匹配程度评分,推测在三个或以上物种中获得高分的mRNA为该miRNA的靶基因。
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相同点/联系点 |
siRNA |
miRNA |
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长度及特征 |
都约在22nt左右,5’端是磷酸基,3'端是羟基 | |
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合成的底物 |
miRNA和siRNA合成都是由双链的RNA或RNA前体形成的 | |
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Dicer酶 |
依赖Dicer酶的加工,是Dicer的产物,所以具有Dicer产物的特点 | |
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Argonaute家族蛋白 |
都需要Argonaute家族蛋白参与 | |
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RISC组分 |
二者都是RISC组分,所以其功能界限变得不清晰,如二者在介导沉默机制上有重叠;产生了on target和off target的问题 | |
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作用方式 |
都可以阻遏靶标基因的翻译,也可以导致mRNA降解,即在转录水平后和翻译水平起作用 | |
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进化关系 |
可能的两种推论:siRNA是miRNA的补充,miRNA在进化过程中替代了siRNA | |
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不同点/分歧点 |
siRNA |
miRNA |
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机制性质 |
往往是外源引起的,如病毒感染和人工插入dsRNA之后诱导而产生,属于异常情况 |
是生物体自身的一套正常的调控机制 |
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直接来源 |
长链dsRNA |
发夹状pre-miRNA |
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分子结构 |
siRNA是双链RNA,3‘端有2个非配对碱基,通常为UU |
miRNA是单链RNA |
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对靶RNA特异性 |
较高,一个突变容易引起RNAi沉默效应的改变 |
相对较低,一个突变不影响miRNA的效应 |
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作用方式 |
RNAi途径 |
miRNA途径 |
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生物合成,成熟过程 |
由dsDNA在Dicer酶切割下产生;发生在细胞质中 |
pri-miRNA在核内由一种称为Drosha酶处理后成为60nt的带有茎环结构的Precursor miRNAs (pre-miRNAs);这些pre-miRNAs在转运到细胞核外之后再由Dicer酶进行处理,酶切后成为成熟的miRNAs;发生在细胞核和细胞质中 |
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Argonaute (AGO) 蛋白质 |
各有不同的AGO蛋白质 |
各有不同的AGO蛋白质 |
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互补性(complementarity) |
一般要求完全互补 |
不完全互补,存在错配现象 |
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RISCs的分子量不同(Martinez and Tuschl, 2004; Martinez et al., 2002; Nykanen et al., 2001; Pham et al., 2004) |
siRISCs |
miRISCs/miRNP |
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各自的生物学功能不同 |
ⅰ抵抗病毒的防御机制(Pfeffer et al., 2004; Ding et al., 2004);ⅱ沉默那些过分表达的mRNA;ⅲ保护基因组免受转座子的破坏(Mello and Conte, Jr., 2004; Hannon, 2002; Tabara et al., 1999)-9; |
对有机体的生长发育有重要作用(Rhoades et al., 2002) |
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重要特性 |
高度特异性 |
高度的保守性、时序性和组织特异性 |
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作用机制 |
单链的siRNA结合到RISC复合物中,引导复合物与mRNA完全互补,通过其自身的解旋酶活性,解开siRNAs,通过反义siRNA链识别目的mRNA片段,通过内切酶活性切割目的片段,接着再通过细胞外切酶进一步降解目的片段。同时,siRNA也可以阻遏3′UTR具有短片断互补的mRNA的翻译(off target)。 |
成熟的miRNAs则是通过与miRNP核蛋白体复合物结合,识别靶mRNA,并与之发生部分互补,从而阻遏靶mRNA的翻译。在动物中,成熟的单链miRNAs与蛋白质复合物miRNP结合,引导这种复合物通过部分互补结合到mRNA的3′UTR(非编码区域),从而阻遏翻译。除此之外,miRNA也可以切割完全互补的mRNA。 |
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加工过程 |
siRNA对称地来源于双链RNA的前体的两侧臂 |
miRNA是不对称加工,miRNA仅是剪切pre-miRNA的一个侧臂,其他部分降解。 |
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对RNA的影响 |
降解目标mRNA;影响mRNA的稳定性 |
在RNA代谢的各个层面进行调控;与mRNA的稳定性无关 |
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作用位置 |
siRNA可作用于mRNA的任何部位 |
miRNA主要作用于靶标基因3´-UTR区 |
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生物学意义 |
siRNA不参与生物生长,是RNAi的产物,原始作用是抑制转座子活性和病毒感染 |
miRNA主要在发育过程中起作用,调节内源基因表达 |
RISC介绍
RNA


