1.1 box C/D snoRNA 家族 box C/D snoRNA 包含有两个短的序列元件，即位于5 ' 末端的box C(RUGAUGA)和3' 末端的box D(CUGA)。多数box C/ D snoRNA基因的5' 和3' 末端都有4 － 5 nt 的反向重复序列，可以形成较为稳定的短茎结构，这一结构在snoRNA 的生物合成和核仁定位过程中起关键作用。大部分box C/D snoRNA 分子的中部，还具有类似于box C 和box D 的结构，通常分别表现出 1 － 2 个核苷酸的差异，被称为box C' 和box D'。 box C' 和box D' 的间距通常介于3 － 9 nt 之间，也能通过内部的短茎结构将其拉近(图1A)。大部分 box C/D snoRNA 都是通过反义互补行使功能，最为常见的是指导rRNA 特定位点的2'-O- 甲基化修饰。所谓“反义互补”是指在box D 或box D' 上游的一段10 － 21nt 的片断，能够与靶RNA 形成严谨配对，从而指导特定位点的修饰。其中少数box C/D snoRNA具有两段反义序列。实验证明，被修饰位点精确对应于box D 或box D' 上游第5 个核苷酸 。
在细胞中，snoRNA 与蛋白质动态结合，形成 snoRNP 复合物在RNA 的生物合成、运输及行使功能的过程中发挥作用。box C/D和box H/ACA snoRNA 家族各有一套不同的结合蛋白。box C/D snoRNP 包含四种进化上保守的，必需的蛋白质，即纤维蛋白 (fibrillarin)/Nop1p、Nop56、Nop58/Nop5p和p15.5KD/ Snu13p(图2A)。纤维蛋白具有S- 腺苷甲硫氨酸依赖的甲基化转移酶的重要结构特征。实验证明当纤维蛋白的类甲基化酶结构域发生突变时，rRNA上的甲基化被阻断，因而纤维蛋白被预测为与box C/D snoRNA 协同作用的2'-O- 核糖甲基化酶。Nop56 和 Nop58 在序列上高度相似，可能源自同一祖先。 p15.5KD蛋白(酵母Snu13p)能特异性地结合box C 和 box D 结构元件，形成一个Kink-turn 结构域，即一个不对称的3nt的内环，其两侧分别是规则的短茎和两对G-A 配。而且，p15.5KD 蛋白还是U4/U6/U5 snRNP三联复合体的成分之一，它能结合U4 snRNA 中与box C/D 相似的结构元件，说明snoRNA 的合成与pre-mRNA 的加工具有一定联系。对于内含子编码的snoRNA 来说，事实确实如此。研究人员发现大多数人类box C/D snoRNA 与其所在内含子的3' 剪切位点的间距浮动于70 － 80nt，进一步的实验确定对于snoRNA的加工来说，snoRNA 的编码区与分枝点(branch point)之间的最适距离(约50 nt)是至关重要的。在mRNA 前体剪切的不同时期进行体外阻断实验显示snoRNP蛋白(p15.5KD和纤维蛋白)在C1剪切复合体时期特异性地装配到snoRNA 的编码区。
图1 A: box C/D snoRNA的结构和功能模型；B: box H/ACA snoRNA的结构和功能模型[6]
box H/ACA snoRNP 的结合蛋白包括进化保守的Cbf5p(dyskerin)、Gar1p、Nhp2p 和Nop10p，它们对于假尿嘧啶化反应都是必需的(图2B)。由于具有已知假尿嘧啶化酶的信号元件，而且这些元件的突变或缺失可导致S. cerevisiae中box H/ACA snoRNA 指导的rRNA 假尿嘧啶化的显著下降，Cbf5p 被推测为box H/ACA snoRNP 指导假尿嘧啶化过程中的催化物。Nhp2p、Nop10p 和Cbf5p 组成box H/ACA snoRNP 的核心。与内含子编码的box C/D snoRNA 相似，内含子编码box H/ACA snoRNA 的加工也与 mRNA的生物合成相关。在酵母box H/ACA snoRNP 的生物合成需要一种名为核装配因子1 的蛋白 (nuclear-assembly factor 1, Naf1), 这种蛋白与正在转录的box H/ACA 基因结合，且不存在于成熟的box H/ACA snoRNP 中，表明它仅作用于box H/ACA snoRNP 合成的早期。最近的研究发现，Naf1 同样为人类box H/ACA snoRNA 所必需，在box H/ACA snoRNP 装配早期，它和三个box H/ACA snoRNP 核心蛋白(Nhp2p、Nop10p 和dyskerin)能特异性地结合到转录中的box H/ACA snoRNA 基因上。
