小分子核糖核酸
一种小的非编码RNA / 維基百科,自由的 encyclopedia
小分子核糖核酸(英語:microRNA,縮寫miRNA),又稱微RNA[1](微核糖核酸),是真核生物中廣泛存在的一種長約21到23個核苷酸的RNA分子,可調節其他基因的表達[2][3]。miRNA來自一些從DNA轉錄而來,但無法進一步轉譯成蛋白質的RNA(屬於非編碼RNA)。miRNA通過與目標mRNA結合,進而抑制轉錄後的基因表達[4],在調控基因表達、細胞周期、生物體發育時序等方面起重要作用。在動物中,一個miRNA通常可以調控數十個基因。
這些RNA是從初級轉錄本(primary transcript)出來的,也就是pri-miRNA,轉變成為稱為pre-miRNA的莖環結構,最後成為具有功能的成熟miRNA。
1989年,Victor發現秀麗隱杆線蟲(C. elegans)中有個基因 lin-4 抑制另一個基因 lin-14。他們認為 lin-4 應該也表達一種調控蛋白質,因為基因轉錄成RNA並轉譯成蛋白質是當時認為的公理。不過1993年,Victor的學生 Rosalind Lee 和 Phonda Feinbaum 克隆出了 lin-4,卻發現這個基因非常小,不足以做出蛋白質,而且這個基因的產物確實也不是蛋白質,而是一個長度只有22個核苷酸的RNA,後來人們又發現此miRNA可以和其他蛋白質結合,阻斷其他表現,最終產生上述的基因抑制現象。它是由單鏈的RNA分子產生,這個分子的一端折回來形成不完全的互補配對,稱「莖環」[5]。
pri-miRNA長度大約為300~1000個鹼基,pri-miRNA經過一次加工後,成為pre-miRNA即microRNA前體,長度大約為70~90個鹼基;pre-miRNA再經過Dicer酶酶切後,成為長約20~24nt的成熟miRNA。實際研究中,pre-miRNA應用最早,也最廣泛。近年研究發現microRNA的雙臂對成熟miRNA的形成有着十分重要的作用。
與小分子siRNAs相比,miRNA在分子特性等方面是相似的,但也存在不少的差異。siRNA是雙股RNA,3'端有2個非配對鹼基,通常為UU;miRNA是單股RNA。siRNAs是由dsRNA在Dicer酶切割下產生,而成熟miRNAs的產生要複雜一些,首先pri-miRNA在核內由一種稱為Drosha酶處理後成為大約70nt的帶有莖環結構的Precursor miRNAs(pre-miRNAs),這些pre-miRNAs再在Exportin-5幫助下轉運到細胞核外之後再由胞質Dicer酶進行處理,酶切後成為成熟的miRNAs。
生命的一些重要活動如幼蟲的生長發育、細胞的發生和分化、神經系統的分化等都被一些非編碼蛋白的小RNA的調控,而除miRNA、siRNA以外的小RNA我們目前知之甚少。