第六章 RNA分析

1、第六章 RNA分析 一、 RNA简介 RNA的结构 RNA的功能 RNA研究进展RNA的结构 一级结构 二级结构 三级结构 RNA的功能 调控蛋白的合成 RNA转录后的加工与修饰 生物催化及其他持家功能 调控功能 参与端粒RNA的合成 。RNA调控蛋白的合成 mRNA tRNA rRNARNA转录后的加工与修饰 内含子的去除-自身催化 RNA成熟过程中的编辑现象-RNA介导生物催化及其他持家功能 类病毒 T4噬菌体的自我剪接催化：DNA, RNA水解核苷转移多核苷酸磷酸化氨酰-tRNA合成调控功能 一类非编码RNA调控真核细胞许多功能，影响基因表达，细胞周期调控和个体发育等多种行为 miRNA

2、 siRNA参与端粒RNA的合成 染色体3DNA在端粒酶作用下，以端粒RNA为模板，合成端粒DNA二、 RNA二级结构 RNA二级结构是指RNA分子在自然条件下盘绕、卷曲、借助碱基间的氢键相互连接形成部分碱基配对和单链交替出现的茎环结构。GCAUGURNA二级结构元件凸环双螺旋内部环 发夹环（茎环）RNA二级结构预测方法 基于热力学的预测方法 基于系统发生学的预测方法基于热力学的预测方法 自由能最低-最稳定 局限性 RNA与其他生物大分子相互作用 RNA分子本身各二级结构元件间的相互作用基于系统发生学的预测方法 通过进化和系统发生的原理，进行同源比对 局限性 受已知RNA结构限制RNA结构预测

3、分析资源 Vienna RNA package mfold server RNAstructureRNAstructure /RNAstructure.html 网上分析 本地软件下载分析三、RNA interference (RNAi) RNA干扰 2006 Nobel Prize生理学（医学奖生理学（医学奖)安德鲁法尔（Andrew Fire）克雷格梅洛（CraigC.Mello) 概 念：RNA interference（RNAi） 与靶基因序列同源的双链RNA所诱导一种序列特异性的转录后基因沉默现象。RNAi 发现历程：1990年

4、，曾有科学家给矮牵牛花插入一种催生红色素的基因，希望能够让花朵更鲜艳。但意想不到意想不到的事发生了：矮牵牛花完全褪色，花瓣变成了白色！? ?1995年 康奈尔大学 Guo等在对线虫C.elegans的研究中，应用正义链RNA作为对照，研究par-1基因的表达，意意外的发现外的发现，正义链RNA与反义链RNA同样能够抑制目的基因的表达。 1998年，Andrew Fire等首次将正义链反义链RNA混合注入线虫C.elegans中，观察到更强的基因表达抑制。首次提出了RNA interference的概念。A control: not stainedB: wtC: wt + antisense R

5、NAD: wt + ds RNAMex-3 mRNA detection in embryos by in situ hybridizationRNAi机制 DicerRISC碱基互补碱基互补酶解酶解RNAi 的生物学意义： 一种古老、保守而又及其重要的遗传学行为。生物体在长期的进化过程中对异常基因活动的监控和防御,有学者称之为“基因组水平的免疫系统”。 一种抗病毒感染机制。与其他反基因技术的比较：优点： 1、特异性好； 2、抑制效率高； 3、操作相对简单，实验周期短；缺点： 1、靶点选择的不确定性； 2、核酸的不稳定性，dsRNA引入细胞的常见问题； 3、脱靶效应； 4、生物安全性（质粒，病毒等）。RNAi 的应用： 功能基因组学 药物靶筛选和验证 细胞信号传导通路分析 基因治疗的新策略RNAi过程的功能单元：过程的功能单元：siRNA19 nt duplex2 nt 3 overhangsRNAi方法的核心步骤siRNA的设计： 1、从转录本（mRNA）的AUG起始密码下游75bp开始，寻找“AA”二连序列，并记下其后面的19个碱基序列，作为潜在的siRNA靶位点。有研究结果显示GC含量在30%60%左右的siRNA要比那些GC含量偏高的更为有效。靶点的选择往往是试验性的。 2、将候选的靶点序