mallRNA的世界PPT课件

1、第四章第四章 RNA世界世界 mallRNA的世界 对对RNA的传统认识的传统认识 RNA是真正重要的核苷酸是真正重要的核苷酸DNA的一种一次性使用的一种一次性使用 的拷贝。的拷贝。DNA是我们基因和染色体的原料，决定是我们基因和染色体的原料，决定 着我们的遗传特征，而着我们的遗传特征，而RNA只是只是DNA指令的一个指令的一个 拷贝，是指导蛋白质合成的信使，在旅行职责后拷贝，是指导蛋白质合成的信使，在旅行职责后 被催化分解。被催化分解。 mallRNA的世界 The Nobel Prize in Chemistry 1989 Sidney AltmanThomas R. Cech 1/2 o

2、f the prize1/2 of the prize Canada and USAUSA Yale University New Haven, CT, USA University of Colorado Boulder, CO, USA b. 1939b. 1947 for their discovery of catalytic properties of RNA mallRNA的世界 RNA World hypothesis 1986，诺贝尔化学奖（，诺贝尔化学奖（ 1981）获得者）获得者 W. Gilbert提出提出“RNA世界世界”假说：假说： “生命起源生命起源 之某时期，生命

3、体仅由一种高分子化合物之某时期，生命体仅由一种高分子化合物RNA组组 成。遗传信息传递建立于成。遗传信息传递建立于RNA的复制，复制机理的复制，复制机理 与当今与当今DNA复制机理相似，作为生物催化剂的、复制机理相似，作为生物催化剂的、 由基因编码的蛋白质还不存在由基因编码的蛋白质还不存在”。The RNA World, Nature 319: 618 mallRNA的世界 DNA拷贝出单链拷贝出单链RNA，然后，然后RNA被折叠成复被折叠成复 杂的形状杂的形状 。 mallRNA的世界 RNA的特性的特性 2羟基羟基化学性质较化学性质较DNA活跃，易突变，携带活跃，易突变，携带 遗传信息能力

4、不如遗传信息能力不如DNA；组成没有蛋白质复杂；组成没有蛋白质复杂 不如蛋白质结构多样，功能分子作用不如蛋白不如蛋白质结构多样，功能分子作用不如蛋白 质；唯一既能携带遗传信息又可为功能分子的生质；唯一既能携带遗传信息又可为功能分子的生 物高分子化合物。物高分子化合物。 “RNA世界世界” 假说假说 RNA是生命初期最关键是生命初期最关键 的分子，后来当的分子，后来当DNA和蛋白质的功能远远超过最和蛋白质的功能远远超过最 初初RNA的作用时，它才退到了次要地位。的作用时，它才退到了次要地位。 mallRNA的世界 mallRNA的世界 一、核酶（一、核酶（Ribozyme）的发现）的发现 198

5、2年，年， Cech等研究四膜虫等研究四膜虫rRNA时，发现时，发现RNA 具有催化功能。区别于传统蛋白酶，具有催化功能。区别于传统蛋白酶，Cech给这种给这种 具有催化活性的具有催化活性的RNA 定名为核酶。定名为核酶。 1983年年Altman 等人在研究细菌等人在研究细菌RNase P时，发现时，发现 tRNA分子前体的多余序列由分子前体的多余序列由RNA切除切除 。 mallRNA的世界 1. 新生新生RNA的剪接和修饰的剪接和修饰 mRNA tRNA rRNA mallRNA的世界 mRNA的剪接（的剪接（mRNA splicing ） hnRNA /pre-mRNA 核内的初级核内

6、的初级mRNA称为杂化核称为杂化核RNA (hetero- nuclear RNA, hnRNA)，或，或mRNA前体（前体（ pre- mRNA） mallRNA的世界 编码区编码区 A、B、C ABC 非编码区非编码区 断裂基因断裂基因(splite gene) 真核生物结构基因，由若干个编码区真核生物结构基因，由若干个编码区 （coding region）和非编码区（）和非编码区（non-coding region）互相间隔开但又连续镶嵌而成，去除非）互相间隔开但又连续镶嵌而成，去除非 编码区再连接后，可翻译出由连续氨基酸组成的编码区再连接后，可翻译出由连续氨基酸组成的 完整蛋白质，这些

7、基因称为断裂基因。完整蛋白质，这些基因称为断裂基因。 mallRNA的世界 内含子的分类内含子的分类 根据基因的类型和剪接的方式，通常把内含子根据基因的类型和剪接的方式，通常把内含子 分为分为4类：类： I：主要存在于核、线粒体、叶绿体编码的主要存在于核、线粒体、叶绿体编码的rRNA、 mRNA、tRNA基因；基因； II：真菌、藻类、植物之线粒体和叶绿体真菌、藻类、植物之线粒体和叶绿体mRNA； III：是常见的形成套索结构后剪接（剪接体），是常见的形成套索结构后剪接（剪接体）， 大多数大多数mRNA基因有此类内含子；基因有此类内含子； IV：是是tRNA基因及其初级转录产物中的内含子，基因

8、及其初级转录产物中的内含子， 剪接过程需内切酶及剪接过程需内切酶及ATP。 mallRNA的世界 mallRNA的世界 tRNA前体前体 RNA pol DNA tRNA的转录后加工的转录后加工 mallRNA的世界 Splicing RNase P RNase D 内切酶内切酶+连接酶连接酶 mallRNA的世界 mallRNA的世界 rRNA的转录后加工的转录后加工 （细菌）（细菌） mallRNA的世界 （真核细胞）（真核细胞） mallRNA的世界 2.Cech小组的工作小组的工作 四膜虫细胞中四膜虫细胞中DNA转录成转录成rRNA后，后，rRNA中一些中一些 无意义的序列，或无意义的

9、序列，或“内含子内含子”（intron），如何），如何 从从RNA分子中剪切下来。分子中剪切下来。 四膜虫：原生动物，含一种四膜虫：原生动物，含一种RNA，其组成中除了，其组成中除了 核糖体核糖体RNA外还有一个由外还有一个由414个核苷酸组成的插个核苷酸组成的插 入序列（入序列（intervening sequenc，IVS） 发现：转录产物发现：转录产物rRNA前体不稳定，在鸟苷和前体不稳定，在鸟苷和 Mg2+存在下切除自身的存在下切除自身的413个核苷酸的内含子个核苷酸的内含子 （IVS），），使两个外显子拼接起来，变成成熟的使两个外显子拼接起来，变成成熟的 rRNA分子。无蛋白质酶参加

10、分子。无蛋白质酶参加自我剪接。自我剪接。 mallRNA的世界 Cech的实验结论的实验结论 I IVSVS具有类似蛋白酶的功能，能够打断及重建具有类似蛋白酶的功能，能够打断及重建 磷酸二脂键。磷酸二脂键。 相信相信r rRNARNA前体能靠自己完成剪接过程。在一定前体能靠自己完成剪接过程。在一定 条件下条件下r rRNARNA前体可以按一定方式盘绕，进而自前体可以按一定方式盘绕，进而自 己切割自己，以后再把保留己切割自己，以后再把保留r rRNARNA部分的末端连部分的末端连 接起来。即它是可以催化自由底物的具有酶活接起来。即它是可以催化自由底物的具有酶活 性的性的RNARNA。 RNARN

11、A分子具有自身断裂的催化作用，以及酶活分子具有自身断裂的催化作用，以及酶活 性的另一个重要方面即催化其他分子的反应。性的另一个重要方面即催化其他分子的反应。 mallRNA的世界 3. Altman小组的工作小组的工作 细菌细菌t-RNA分子的剪接过程分子的剪接过程 。 发现：在较高浓度的镁离子和适量精氨酸参与下，发现：在较高浓度的镁离子和适量精氨酸参与下， 核酸酶核酸酶P（ribonuclease P， RNase P ）中的）中的 RNA 能够切割能够切割tRNA前体的前体的5端。端。 核酸酶核酸酶P的催化作用是由的催化作用是由RNA完成的，而其中的完成的，而其中的 蛋白质在细胞内仅仅起稳

12、定构象的作用。蛋白质在细胞内仅仅起稳定构象的作用。 mallRNA的世界 二、核酶的作用机制二、核酶的作用机制 核酶作用的特点：核酶作用的特点： 具有催化功能的具有催化功能的RNA分子分子 大多通过催化转磷酸酯和磷酸二酯键水解反应参大多通过催化转磷酸酯和磷酸二酯键水解反应参 与与RNA自身剪切、加工；有些具有自身剪切、加工；有些具有RNA 连接酶、连接酶、 磷酸酶等活性。磷酸酶等活性。 底物可以是不同的分子底物可以是不同的分子, 亦可为同一亦可为同一RNA分子中分子中 的某些部位。的某些部位。 催化效率较蛋白质酶低。催化效率较蛋白质酶低。 mallRNA的世界 核酶是一种金属依赖酶核酶是一种金

13、属依赖酶 金属离子的作用：金属离子的作用： 特异的结构作用特异的结构作用提供静电屏障，促进提供静电屏障，促进RNA的的 总体折叠，维持核酶三维结构稳定总体折叠，维持核酶三维结构稳定 参与活性部位的化学反应参与活性部位的化学反应二价金属离子（二价金属离子（Mg 2+ ）与底物活性部位直接相互作用，参与过渡中 ）与底物活性部位直接相互作用，参与过渡中 间复合物的形成间复合物的形成 mallRNA的世界 影响核酶活性的因素影响核酶活性的因素 pH值：值：pH7.0 - 7.5 核酶活性最高。核酶活性最高。 二价金属阳离子（二价金属阳离子（Mg 2+ Mn 2+ ）对活性的影响）对活性的影响 抗生素对

14、活性的影响：大多数为抑制效应抗生素对活性的影响：大多数为抑制效应 变性剂对活性的影响变性剂对活性的影响 温度对活性的影响温度对活性的影响 ： 65范围内随温度升高而增范围内随温度升高而增 加，加，37 时均有适宜的活性。时均有适宜的活性。 不需要能量和蛋白因子不需要能量和蛋白因子 mallRNA的世界 剪切型核酶 剪接型核酶 根据催化反应 锤头核酶 I内含子 II内含子 发夹核酶 丁型肝炎病毒（HDV)核酶 RNase P 核酶的分类核酶的分类 mallRNA的世界 1.锤头（锤头（Hammerhead)结构核酶结构核酶 mallRNA的世界 底物部分底物部分 通常为通常为60个核苷酸左右个核

15、苷酸左右 同一分子上包括有催化同一分子上包括有催化 部份和底物部份部份和底物部份 催化部份和底物部份组催化部份和底物部份组 成锤头结构成锤头结构 mallRNA的世界 三个双螺旋区三个双螺旋区 13个核苷酸残基保个核苷酸残基保 守序列守序列 剪切反应在右上方剪切反应在右上方 GUX序列的序列的3端自端自 动发生动发生 催化过程需要二价催化过程需要二价 金属离子参与。金属离子参与。 结构特点结构特点 mallRNA的世界 作用机制作用机制 单金属离子催化单金属离子催化 双金属离子催化双金属离子催化 mallRNA的世界 作用底物作用底物 mallRNA的世界 锤头结构的主要类型锤头结构的主要类型

16、 R：酶；：酶；S：底物，箭头：剪切位点：底物，箭头：剪切位点 mallRNA的世界 17位（位（ X ）的核苷）的核苷 酸残基多数是酸残基多数是C，不，不 能是能是G. 7位核苷酸残基的置位核苷酸残基的置 换不会对酶活性产换不会对酶活性产 生很大影响生很大影响 两个特殊位点两个特殊位点 17 7 mallRNA的世界 人工设计的核酶人工设计的核酶 粗线表示合成的核酸分子粗线表示合成的核酸分子 细线表示天然的核酸分子细线表示天然的核酸分子 X 表示共有序列表示共有序列 箭头表示切断点箭头表示切断点 mallRNA的世界 特点特点 催化结构域小，既可作为转基因表达产物，也可催化结构域小，既可作为

17、转基因表达产物，也可 以直接以人工合成的寡核苷酸形式在体内转运。以直接以人工合成的寡核苷酸形式在体内转运。 免疫源性低，很少引起免疫反应。免疫源性低，很少引起免疫反应。 通过识别特定位点而抑制目标基因的表达，抑制通过识别特定位点而抑制目标基因的表达，抑制 效率高，专一性强。效率高，专一性强。 mallRNA的世界 应用应用 基础研究基础研究 防治动、植物防治动、植物 病毒侵害：马铃薯纺锤形块茎类病病毒侵害：马铃薯纺锤形块茎类病 毒负链的多价核酶构建，马铃薯卷叶病毒复制酶基毒负链的多价核酶构建，马铃薯卷叶病毒复制酶基 因负链的突变核酶的克隆，烟草花叶病毒核酶等。因负链的突变核酶的克隆，烟草花叶病

18、毒核酶等。 基因治疗：肿瘤，乙肝，基因治疗：肿瘤，乙肝，HIV等。等。 mallRNA的世界 3.发夹（发夹（hairpin ）结构核酶）结构核酶 存在于三种植物存在于三种植物RNA病毒（烟草环点病毒，菊病毒（烟草环点病毒，菊 苣黄色斑点病毒型和筷子芥花叶病毒）中。苣黄色斑点病毒型和筷子芥花叶病毒）中。 金属离子在催化反应中起结构作用，剪切活性金属离子在催化反应中起结构作用，剪切活性 比锤头结构核酶高。比锤头结构核酶高。 mallRNA的世界 发夹二级结构模型 二级结构二级结构 5环和环和4螺旋形成螺旋形成 两个结构域两个结构域 剪切反应发生在剪切反应发生在 底物识别序列底物识别序列 GUC的

19、的5端端 两个内部环中的两个内部环中的 碱基及在螺旋区碱基及在螺旋区 的的G11和底物中和底物中 的的G+1都是酶发挥都是酶发挥 作用所必需的。作用所必需的。 mallRNA的世界 4. HDV核酶核酶 HDV可重复感染乙肝病毒（可重复感染乙肝病毒（HBV)感染的感染的RNA病病 毒，可加重毒，可加重HBV感染症状，导致肝硬化。感染症状，导致肝硬化。 1.7kb组成的缺陷型负链组成的缺陷型负链RNA病毒，呈环状。感染病毒，呈环状。感染 细胞后，通过滚环机制进行的细胞后，通过滚环机制进行的RNA指导的指导的RNA复复 制，由核酶将长的转录物剪切成单位长度的制，由核酶将长的转录物剪切成单位长度的R

20、NA。 病毒核心需要乙肝病毒病毒核心需要乙肝病毒(HBV)的的HBsAg进行包装，进行包装， 才能形成具有感染活性的成熟病毒颗粒。所以才能形成具有感染活性的成熟病毒颗粒。所以 HDV总是伴随总是伴随HBV感染，否则感染，否则HDV的感染就是的感染就是 一个自限性的过程而不能形成慢性感染。一个自限性的过程而不能形成慢性感染。 mallRNA的世界 HDV核酶斧头结构模式核酶斧头结构模式 三个碱基对的茎；需要二价阳离子；产生三个碱基对的茎；需要二价阳离子；产生5-OH和和 2,3-环磷酸环磷酸 剪切部位剪切部位 剪切部位剪切部位 mallRNA的世界 5. 核糖核酸酶核糖核酸酶 P （RNase

21、P） 组成：组成： 单链单链RNA分子分子, 长度为长度为375个碱基；相对分个碱基；相对分 子质量为子质量为20kDa的多肽的多肽(119个氨基酸残基个氨基酸残基)。 功能：功能：RNA具有催化切割具有催化切割tRNA的能力的能力, 蛋白质则蛋白质则 起间接的作用起间接的作用,可能是维持可能是维持RNA结构的稳定。结构的稳定。 定位：广泛存在于原核生物和真核生物（核仁、定位：广泛存在于原核生物和真核生物（核仁、 叶绿体和线粒体）中。叶绿体和线粒体）中。 也参与核糖体也参与核糖体RNA的加工。的加工。 mallRNA的世界 大肠杆菌大肠杆菌RNase P具有两个组分：一条具有两个组分：一条RN

22、A链链 （M1-RNA）和一个蛋白质（）和一个蛋白质（C5蛋白）。蛋白）。 胞内两组分对于功能的发挥都是必要的；体外胞内两组分对于功能的发挥都是必要的；体外 M1-RNA可以独自发挥催化的功能。可以独自发挥催化的功能。 C5蛋白主要是增强底物结合的亲和力。蛋白主要是增强底物结合的亲和力。 真核生物真核生物RNase P的的RNA链与细菌中所发现的结链与细菌中所发现的结 构相似构相似 ，但独立的，但独立的RNA无催化活性。无催化活性。 细菌与真核生物细菌与真核生物RNase P mallRNA的世界 核糖核酸酶核糖核酸酶P结合底物结合底物tRNA的晶体结构的晶体结构 tRNA mallRNA的世

23、界 枯草芽孢杆菌枯草芽孢杆菌 mallRNA的世界 E.coli RNase P 中中RNA的二级的二级 结构结构 mallRNA的世界 RNase P识别底物的高级结构识别底物的高级结构 mallRNA的世界 RNase P底物的底物的 二级结构二级结构 mallRNA的世界 型自我剪接内含子在线粒体基因组中发现，也型自我剪接内含子在线粒体基因组中发现，也 存在于极少数单细胞真核生物存在于极少数单细胞真核生物(如嗜热四如嗜热四55膜虫膜虫 的的rRNA)的核基因组中。原核体系中少数内含子的核基因组中。原核体系中少数内含子 也是也是型内含子（如型内含子（如T4噬菌体胸苷酸合成酶基噬菌体胸苷酸合

24、成酶基 因）。因）。 mallRNA的世界 内含子两末端不存在同源或互补序列。在剪切的内含子两末端不存在同源或互补序列。在剪切的 初始阶段，可能直接连接；初始阶段，可能直接连接； 连接点具有很短的保守序列连接点具有很短的保守序列为边界顺序。为边界顺序。 100种内含子的种内含子的5端都是端都是GT；3端都是端都是AG，因此，因此 称为称为GT-AG法则（法则（GT-AG rule），又称为），又称为 Chambon法则。法则。 mallRNA的世界 mallRNA的世界 类内含子的结构特点类内含子的结构特点 边界序列为边界序列为5 U G3 mallRNA的世界 I类内含子剪接的机制是二次转酯

25、反应：类内含子剪接的机制是二次转酯反应： 细胞中游离细胞中游离GTP上的上的3-OH对内含子对内含子5和外显子交和外显子交 界处的界处的U-A之间的磷酸二酯键发起亲核进攻，切之间的磷酸二酯键发起亲核进攻，切 开外显子，而其开外显子，而其3-OH和内含子和内含子5端（端（A）的磷酸）的磷酸 形成了新的磷酸二酯键，从而结合到内含子上，形成了新的磷酸二酯键，从而结合到内含子上， 这是第一次转酯反应。这是第一次转酯反应。 切下外显子的切下外显子的3端（端（U）的）的-OH基又对内含子基又对内含子3端端 交界的磷酸二酯键作亲核进攻，切下内含子，而交界的磷酸二酯键作亲核进攻，切下内含子，而 和外显子和外显

26、子2以新的磷酸二酯键相联。以新的磷酸二酯键相联。 mallRNA的世界 pG-OH (ppG-OH, pppG-OH) U-OH GpUpGpA 第一次转酯反应第一次转酯反应 第二次转酯反应第二次转酯反应 UpAGpU 外显子外显子1 内含子内含子 外显子外显子2 G-OH UpU pGpA mallRNA的世界 Cech用四膜虫为材料来研究真核生物染用四膜虫为材料来研究真核生物染 色体的结构对基因表达的影响色体的结构对基因表达的影响 mallRNA的世界 四膜虫四膜虫rRNA前体的自我剪接前体的自我剪接 mallRNA的世界 剪接机制剪接机制 mallRNA的世界 I类内含子的酶学特性类内含

27、子的酶学特性 四膜虫四膜虫L-19IVS的体外催化活性的体外催化活性 Intervening sequence lacking 19 nucleotide缺少缺少19个核苷酸的居间序列个核苷酸的居间序列 1986年女科学家年女科学家Grabowski,P.J.发现发现L-19可以催化可以催化5聚胞苷（聚胞苷（5XpC）聚合为多聚胞苷。）聚合为多聚胞苷。 内导顺序内导顺序 mallRNA的世界 L-19IVS催化催化RNA寡核苷酸链延长寡核苷酸链延长 mallRNA的世界 7. II类内含子剪接类内含子剪接 边界序列边界序列GTAG外；分支位点外；分支位点 5GUGCGYnA。 剪接无需鸟苷的辅

28、助，需镁离子的存在。剪接无需鸟苷的辅助，需镁离子的存在。 分支点分支点A的的2-OH对对5端外显子和内含子交界处的端外显子和内含子交界处的 磷酸二酯键发动亲核进攻切下外显子磷酸二酯键发动亲核进攻切下外显子1，内含子，内含子5 的边界序列上的的边界序列上的G与与5磷酸和分支点磷酸和分支点A的的2-OH形形 成磷酸二酯键，从而产生了套索（成磷酸二酯键，从而产生了套索（lariat）结构；）结构； 切下的外显子切下的外显子1的的3-OH继续对内含子继续对内含子3端的交界端的交界 序列进行亲核进攻，切下的外显子序列进行亲核进攻，切下的外显子2的的5磷酸和磷酸和 外显子外显子1的的3-OH形成磷酸二酯键

29、，连接在一起，形成磷酸二酯键，连接在一起， 同时释放出套索状的内含子。同时释放出套索状的内含子。 mallRNA的世界 mallRNA的世界 II类内含子剪接类内含子剪接 机制机制 mallRNA的世界 三、三、RNA机器制造蛋白质机器制造蛋白质 核糖体能解码一个无限数量的不同核糖体能解码一个无限数量的不同mRNA 核糖体是一种非比寻常的催化剂核糖体是一种非比寻常的催化剂 原子水平的核糖体结构图原子水平的核糖体结构图 RNA分子发生复杂分子发生复杂 的折叠，但是有大量的蛋白质支持。核糖体就是的折叠，但是有大量的蛋白质支持。核糖体就是 一个核酶，一个一个核酶，一个RNA催化剂。催化剂。 mall

30、RNA的世界 核糖体大亚基核糖体大亚基 蛋白质合成活性部位蛋白质合成活性部位 蛋白质蛋白质 RNA mallRNA的世界 四、四、microRNA（miRNA） 内生的、长度约内生的、长度约20-24个核苷酸的小个核苷酸的小RNA, 发夹结构的约发夹结构的约70-90个碱基大小的单链个碱基大小的单链RNA前体经前体经 过过Dicer酶加工后生成。酶加工后生成。 在细胞内具有多种重要的调节作用。每个在细胞内具有多种重要的调节作用。每个miRNA 可以有多个靶基因，而几个可以有多个靶基因，而几个miRNAs也可以调节也可以调节 同一个基因。这种复杂的调节网络既可以通过一同一个基因。这种复杂的调节网

31、络既可以通过一 个个miRNA来调控多个基因的表达，也可以通过几来调控多个基因的表达，也可以通过几 个个miRNAs的组合来精细调控某个基因的表达。的组合来精细调控某个基因的表达。 mallRNA的世界 1. miRNA的发现的发现 1993年，年，Victor Ambros &Rosalind C. Lee用经典用经典 定位克隆的方法在线虫定位克隆的方法在线虫 (C. elegans) 中克隆了中克隆了 lin- 4 基因基因 。 定点突变发现定点突变发现 lin-4 不编码蛋白，而是产生一种不编码蛋白，而是产生一种 小小 RNA 分子。这种小分子。这种小 RNA 分子能以不完全互补分子能以

32、不完全互补 的方式与其靶的方式与其靶 mRNA 的的3非翻译端的特定区域相非翻译端的特定区域相 互作用来抑制互作用来抑制 lin-14 的表达，导致的表达，导致 lin-14 蛋白质蛋白质 合成的减少，影响线虫生活周期。合成的减少，影响线虫生活周期。 mallRNA的世界 2002年，年，Reinhart等在线虫等在线虫C.elegan中发现第二个中发现第二个 异时性开关基因异时性开关基因let-7。 2001年年10月月science报道了三个实验室从线虫、报道了三个实验室从线虫、 果蝇和人体克隆的几十个类似果蝇和人体克隆的几十个类似C.elegan的的lin-4的的 小小RNA基因，称为基

33、因，称为microRNA。 随后多个研究小组在包括人类、果蝇、植物等多随后多个研究小组在包括人类、果蝇、植物等多 种生物物种中鉴别出数百个种生物物种中鉴别出数百个miRNAs。 对一部分对一部分miRNAs的研究分析提示：的研究分析提示：miRNAs参与参与 生命过程中一系列的重要进程，包括发育进程，生命过程中一系列的重要进程，包括发育进程， 造血过程，器官形成，凋亡，细胞增殖，甚至是造血过程，器官形成，凋亡，细胞增殖，甚至是 肿瘤发生。肿瘤发生。 mallRNA的世界 2. miRNA的产生的产生 在核内由在核内由RNA聚合酶聚合酶II（pol II）转录）转录 最初产物为大的具有帽子结构（

34、最初产物为大的具有帽子结构（7MGpppG）和多聚）和多聚 腺苷酸尾巴腺苷酸尾巴(AAAAA)的的pri-miRNA。 pri-miRNA在核酸酶在核酸酶Drosha和其辅助因子和其辅助因子Pasha的作的作 用下被处理成用下被处理成70个核苷酸组成的个核苷酸组成的pre-miRNA。 RANGTP和转运蛋白和转运蛋白exportin 5将将pre-miRNA输送到输送到 细胞质。细胞质。 另一核酸酶另一核酸酶Dicer将其剪切产生约为将其剪切产生约为22个核苷酸长度的个核苷酸长度的 miRNA:miRNA双链。双链。 双链被引导进入沉默复合体双链被引导进入沉默复合体(RISC)复合体中，其中

35、一复合体中，其中一 条成熟单链条成熟单链miRNA保留在复合体中，结合到与其互补保留在复合体中，结合到与其互补 的的mRNA的位点调控基因表达。的位点调控基因表达。 mallRNA的世界 mallRNA的世界 RNA诱导沉默复合体诱导沉默复合体 RNA-induced silencing complex，RISC 由多个蛋白质分子与小由多个蛋白质分子与小RNA组合而成的复合物，组合而成的复合物， 可切断双股可切断双股RNA，或是与短小的反义，或是与短小的反义RNA结合。结合。 当当RISC与互补股结合之后，会活化与互补股结合之后，会活化RNase，并将，并将 RNA切断。切断。 RISC的组装

36、是的组装是RNAi和和miRNA途径的中心环节，途径的中心环节， 包括包括small RNA的形成，的形成，small RNA进入进入RISC装装 载复合体（载复合体（RISC loading complex,RLC）并进而）并进而 转变为有沉默目标转变为有沉默目标mRNA活性的活性的RISC。 mallRNA的世界 RISC装载复合体的重要组成部分装载复合体的重要组成部分Dicer酶为酶为“L 型型”。L型型Dicer酶的短臂可与酶的短臂可与RNA结合蛋白结合蛋白 TRBP相互作用；相互作用；“L型型”的长臂与的长臂与Argonaute2蛋蛋 白作用，可结合白作用，可结合siRNA分子和分子和miRNA分子。分子。 Electron micr