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    siRNA和RNAi概述

    發(fā)布時(shí)間: 2011-11-16  點(diǎn)擊次數(shù): 1507次

    siRNA和RNAi概述
    1 前言
      RNA是生物體內(nèi)zui重要的物質(zhì)基礎(chǔ)之一,它與DNA和蛋白質(zhì)一起構(gòu)成生命的框架。但長(zhǎng)久以來(lái),RNA分子一直被認(rèn)為是小角色。它從DNA那兒獲得自己的順序,然后將遺傳信息轉(zhuǎn)化成蛋白質(zhì)。然而,一系列發(fā)現(xiàn)表明——這些小分子RNA事實(shí)上操縱著許多細(xì)胞功能。它可通過(guò)互補(bǔ)序列的結(jié)合反作用于DNA,從而關(guān)閉或調(diào)節(jié)基因的表達(dá)。甚至某些小分子RNA可以通過(guò)指導(dǎo)基因的開(kāi)關(guān)來(lái)調(diào)控細(xì)胞的發(fā)育時(shí)鐘。
    2 綜述
    2.1 研究歷史與發(fā)展前景
    2.1.1 定義
    siRNA和RNAi概述
      雙鏈RNA對(duì)基因表達(dá)的阻斷作用被稱為RNA干預(yù)(RNA interference, RNAi )雙鏈RNA經(jīng)酶切后會(huì)形成很多小片段,稱為siRNA,這些小片段一旦與信使RNA(mRNA)中的同源序列互補(bǔ)結(jié)合,會(huì)導(dǎo)致mRNA失去功能,即不能翻譯產(chǎn)生蛋白質(zhì),也就是使基因“沉默”了。
    2.1.2 研究歷史
      RNAi現(xiàn)象早在1993年就有報(bào)道: 將產(chǎn)生紫色素的基因轉(zhuǎn)入開(kāi)紫花的矮牽牛中,希望得到紫色更深的花,可是事與愿違,非但沒(méi)有加深紫色,反而成了白色。當(dāng)時(shí)認(rèn)為這是矮牽牛本來(lái)有的紫色素基因和轉(zhuǎn)入的外來(lái)紫色素基因都失去了功能,稱這種現(xiàn)象是“共抑制”。1995年,康奈爾大學(xué)的Su Guo博士用反義RNA阻斷線蟲(chóng)基因表達(dá)的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),反義RNA(anti sense RNA和正義RNA(sense RNA)都阻斷了基因的表達(dá),他們對(duì)這個(gè)結(jié)果百思不得其解。直到1998年,Andrew Fire的研究證明,在正義RNA阻斷了基因表達(dá)的試驗(yàn)中,真正起作用的是雙鏈RNA。這些雙鏈RNA是體外轉(zhuǎn)錄正義RNA時(shí)生成的。于是提出了RNAi這個(gè)詞。
    2.1.3 作用機(jī)理
     siRNA和RNAi概述
     目前RNAi的作用機(jī)理主要是在線蟲(chóng),果蠅,斑馬魚(yú)等生物體內(nèi)闡明的。生物體內(nèi)的雙鏈RNA可來(lái)自于RNA病毒感染,轉(zhuǎn)座子的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物,外源導(dǎo)入的基因。這些來(lái)源的雙鏈RNA誘發(fā)了細(xì)胞內(nèi)的RNAi機(jī)制,結(jié)果是病毒被清除,轉(zhuǎn)座子的表達(dá)被阻斷,外源導(dǎo)入基因表達(dá)被阻斷同時(shí),與其同源的細(xì)胞基因組中的基因表達(dá)也被阻斷。
      雙鏈RNA進(jìn)入細(xì)胞后,一方面在Dicer酶的作用下被裂解成siRNA,另一方面在RdRP(以RNA為模板指導(dǎo)RNA合成的聚合酶,RNA-directed RNA polymerase)的作用下自身擴(kuò)增后,再被Dicer酶裂解成siRNA。SiRNA的雙鏈解開(kāi)變成單鏈,并和某些蛋白形成復(fù)合物,Argonaute2是目前*已知的參與復(fù)合物形成的蛋白。此復(fù)合物同與siRNA互補(bǔ)的mRNA結(jié)合,使mRNA被RNA酶裂解。
      
    另一方面結(jié)合的產(chǎn)物以SiRNA作為引物,以mRNA為模板,在RdRP作用下合成出mRNA的互補(bǔ)鏈。結(jié)果mRNA也變成了雙鏈RNA,它在Dicer酶的作用下也被裂解成siRNA。這些新生成的siRNA也具有誘發(fā)RNAi的作用,通過(guò)這個(gè)聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng),細(xì)胞內(nèi)的siRNA大大增加,顯著增加了對(duì)基因表達(dá)的抑制。從21到23個(gè)核苷酸的siRNA到幾百個(gè)核苷酸的雙鏈RNA都能誘發(fā)RNAi,但長(zhǎng)的雙鏈RNA阻斷基因表達(dá)的效果明顯強(qiáng)于短的雙鏈RNA。
      
    siRNA還能夠通過(guò)某種不太明了的機(jī)制*地關(guān)閉或者刪除DNA片斷,以在非常大的程度上控制染色質(zhì)的形成,而不是僅僅暫時(shí)地抑制它們的活動(dòng)。
      動(dòng)植物和人體的病原體中有一些是RNA病毒,如導(dǎo)致艾滋病的HIV和SARS的冠狀病毒都是RNA病毒。有些RNA病毒在復(fù)制過(guò)程的一定階段中會(huì)產(chǎn)生雙鏈RNA。如果宿主體內(nèi)有分解這種雙鏈RNA的酶,就可將雙鏈RNA降解。
     

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