一般来说,一种miRNA它在mRNA上的识别位点有多个,而这种多个识别位点对于miRNA发挥其转录后抑制作用是必要的。3’非编码区也是调控翻译的一个重要组成部分。一个转录本的总体结构由5'非编码区(5'Untranslated Region,5'UTR),编码区(Open Reading Frame,ORF)和3'非编码区(3' Untranslated Region,3'UTR)组成。现已了解3'UTR具转录本特异性,它在mRNA转录后修饰、细胞内定位及转运、维持mRNA稳定性及保证翻译的效率方面都具重要的调控功能。3'UTR是发生3'末端加工的区域,包含各种顺式(cis-)作用元件,能够和特定的加工复合物互作以调控mRNA的3'末端加工。对哺乳动物的研究表明,真核生物中3'末端加工涉及3'UTR内某个位点的剪切和末端添加多聚腺苷酸尾[Poly(A+)]两个关键过程。应用缺失实验和序列分析已确认了哺乳动物mRNA的3'UTR包含了核心顺式作用元件。这类元件与加工复合物的相互作用是3'末端形成的核心机制,包括三部分:Poly(A+)位点,也可称为剪切位点(cleavage site, CS),保守序列为YA (Y代表T 或C)的二聚核苷酸,这种保守序列的单碱基比例为A > T > C > G;Poly(A+)位点上游(5'端)10-30 nt 处存在着保守的Poly(A+)定位信号序列(以AATAAA为主)。Poly(A+)位点下游(3'端)存在着稳定3'末端加工复合物作用的保守性稍差的T/GT丰富序列,称为下游作用元件。
miRNA基因是一类高度保守的基因家族,按其作用模式不同可分为三种:第一种以线虫lin-4为代表,作用时与靶标基因不完全互补结合,进而阻遏翻译而不影响mRNA的稳定性,这种miRNA是目前发现最多的种类。第二种以拟南芥miR-171为代表,作用时与靶标基因完全互补结合,作用方式和功能与siRNA非常类似,最后切割靶mRNA,这说明某些miRNA和siRNA一样参与了机体内一些特异性mRNA的剪切过程。第三种以let-7为代表,它具有以上两种作用模式,当与靶标基因完全互补结合时,直接靶向切割mRNA,如果蝇和Hela细胞中let-7直接介导RISC分裂切割靶mRNA;当与靶标基因不完全互补结合时,起调节基因基因表达的作用,如线虫中的let-7与靶mRNA3´端非翻译区不完全配对结合后,阻遏调节基因的翻译。
对于miRNAs的研究已经成为目前的一大热点,而种种迹象表明miRNAs可能是一类与肿瘤发生有关的新的基因。像miRNA-15a和miRNA-16a与CLL有关,miRNA-142则与侵袭性的B细胞性白血病有关。研究发现,一些miRNAs能够在肿瘤形成中发挥作用,可以作为肿瘤抑制基因;另外一些miRNAs则是作为癌基因存在。植物miRNA从2002年起才有报道,编码植物miRNAs的基因明显不同于其他生物:植物编码miRNA基因的转录产物可能更大,植物的miRNA与互补结构的错配一般也少于动物,在进化上表现地更为保守。但和动物miRNA一样,miRNA的转录产物也是发夹状结构,在RNaseⅢ酶切割后以双链形式存在,最后释放互补链,miRNA成熟。科学家们已发现miRNA在动植物早期发育中起的关键调节作用,包括植物叶、花的发生,动物胚胎及组织发育等。例如,在carpel factory (car) 突变株中3个miRNAs的表达水平显著下降。CARPEL FACTORY 是一个类似Dicer的酶,参与植物的发育,其缺失突变株表现为胚胎和叶片发育的缺陷。实验结果提示这种缺陷是由于缺少miRNAs加工而造成的。多数的植物miRNAs在某些特定组织中高水平表达也提示他们可能参与了植物组织的发育过程。Brennecke等人利用电脑寻找靶标基因,证实了miRNA不完全结合3´UTR中存在细胞死亡诱导基因,这提示说明miRNA对生长发育进行更为重要的调控作用。尽管现在研究者们对于miRNAs的认识越来越深刻,仍然有很多的猜想需要证实,比如对miRNAs的潜在的生物学效应的猜测;miRNAs在高级真核生物体内对基因表达的调控作用可能和转录因子一样重要;miRNAs可能代表一个新层次上的基因表达调控模式,等等。所以说,大多数miRNAs的功能仍然是个谜,有待于研究者们更深入的研究。


