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    详解miRNA的诞生之旅

    发布时间: 2021-09-01  点击次数: 855次

    miRNA 是由内源性发卡结构转录产物衍生而来的一种长为 19-25nt 左右的单链 RNA。

    第一, miRNA基因最先被RNA polymerase II转录生成5'盖帽和3‘加尾的初级转录体,称为pri-miRNA,长度约为 300-1000bp。

    第二,经 RNase III enzyme Drosha 和 DGCR8 剪切生成由 70 个核苷酸组成的不完全的发卡结构,并且在 3‘端末端具有 2 个核苷的悬垂,此末端则为成熟的 miRNA 的末端,上面有一些凸起和环状结构,称为 pre-miRNA。DGCR8 是属于 Pasha 蛋白家族的。该茎环结构可以在 miRBase 数据库中查询到。

    第三,该茎环结构的前体 miRNA 被核内转运蛋白 Exportin5 捕获到,并且通过细胞核孔复合体被运输到细胞外。

    第四,运输到细胞外的 pre-miRNA 很快被 Dicer 酶与 GTP 酶 Ran 和 TRBP 等组成的复合物识别,并且开始消化该 pre-miRNA,切掉其环状结构,直至其变成不稳定的双链 RNA,也称为 dsRNA 或者是 miRNA/miRNA*。

    第五,dsRNA 的不稳定可以被 AGO 蛋白以及 RNA 解旋酶复合物解链成为两个单链,并且其 中一条被降解,另一条则成为 20-23nt 的 mature microRNA,成熟的 miRNA 序列可在 miRBase 数据库中查询到,如视频仁中显示 dsRNA 变为成熟 miRNA 的过程。


    miRNA 成熟过程中的关键性酶和蛋白

    RNA polymerase II:一般认为 miRNA 基因由 RNA polymerase II 转录而来。可将 miRNA 基因转录成 5'端盖帽 m7G 和 3‘端加尾 polyA 结构。 

    Drosha:Drosha 蛋白为 RNase III enzyme 家族中的成员之一,主要作用就是剪切 Pri-miRNA 成为具有 3‘ 端 2nt 悬垂的 pre-miRNA。 

    DGCR8:是第一个被鉴定出来的参与了体内 miRNA 加工过程的 Pasha 蛋白,参与了 Drosha 蛋白对底物的识别。 Exportin5:为核转运受体家族的一个成员,其作用过程通过核孔复合体进行。Exp5 与 RanGTP 以及 Pre-miRNA 形成一个三聚体,通过细胞核孔运输到胞浆,Ran-GTP 则变为 Ran-GDP,从而释放出 Pre-miRNA。Ran-GTP 属于核转运受体家族的辅助因子。 

    Dicer 酶:属于 RNase 超家族的第三类酶,经典的 DCR 结构域包括 N 端的 DExH RNA 解旋酶 /ATP 酶结构域,PAZ 结构域和两个相邻的 RNaseIII 样结构域以及一个 dsRNA 结合结构域。

    Dicer 酶是成熟的 miRNA 产生所必须的,可以剪切 pre-miRNA5'端臂,也可以剪切 3‘ 端臂,或者同时剪切两条臂。




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