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《rna干擾作用原理及其應(yīng)用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、RNA干擾作用原理及其應(yīng)用【摘要】RNA干擾是基因轉(zhuǎn)錄后沉默的一種方式，是生物界古老而且進(jìn)化的高度保守的現(xiàn)象之一。RNAi是通過siRNA介導(dǎo)的特異性高效抑制基因表達(dá)途徑，由siRNA介導(dǎo)識別并靶向切割同源性靶mRNA。RNAi具有生物催化反應(yīng)特征，反應(yīng)中需要多種蛋白因子以及ATP參與。RNAi在基因功能研究和基因藥物應(yīng)用具有廣泛的前景?！娟P(guān)鍵詞】RNA干擾siRNAdsRNARNA誘導(dǎo)的沉默復(fù)合體ArgonauteRNA聚合酶III啟動子【Abstract】RNAinterference(RNAi)indiverseorgani
2、smsrevealsthesamehighlyconservedmechanismwithanancientorigin.RNAiisthemodeofsequence-specificpost-transcriptionalgenesilencinginanimalsandplantsinitiatedbyhomologousdouble-strandedRNA(dsRNA).ThediscoveryofRNAiandthemolecularmechanismwillhelpusapplyittostudythegenefunc
3、tionandexploitthegenedrug.【Keywords】RNAinterference(RNAi)smallinterferingRNA(siRNA)double-strandedRNA(dsRNA)RNA-inducedsilencingcomplex(RISC)ArgonautepolIII81背景20多年前，在對矮牽牛（petunias）進(jìn)行的研究中有個發(fā)現(xiàn)：RichJorgensen和同事將一個能產(chǎn)生色素的基因置于一個強啟動子后，導(dǎo)入矮牽牛中，試圖加深花朵的紫顏色，結(jié)果沒看到期待的深紫色花朵，多數(shù)花成了花斑
4、的甚至白的。因為導(dǎo)入的基因和其相似的內(nèi)源基因同時都被抑制，Jorgensen將這種現(xiàn)象命名為協(xié)同抑制（cosuppression）。在真菌中也有類似的現(xiàn)象，1996年就在脈孢菌屬(Neurospora)發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象。當(dāng)時將這種現(xiàn)象命名為基因表答的阻抑作用(quelling)［1］。通過對轉(zhuǎn)基因植物的研究，發(fā)現(xiàn)相應(yīng)基因的轉(zhuǎn)錄并不受影響，將這種現(xiàn)象稱為基因轉(zhuǎn)錄后沉默（posttranscriptionalgenesilencing，PTGS）。轉(zhuǎn)錄后的基因沉默可能是進(jìn)化過程中一種抵御轉(zhuǎn)座子和RNA病毒的防御機制，可能在植物和動物分化之
5、前就已經(jīng)出現(xiàn)。1998年華盛頓卡耐基研究院的AndrewFire和馬薩諸塞大學(xué)癌癥中心的CraigMello首次將雙鏈dsRNA（double-strandedRNA）注入線蟲，結(jié)果誘發(fā)了比正義鏈和反義鏈的單獨注射都要強的基因沉默。將這種由dsRNA（double-strandedRNA）引發(fā)的特定基因表達(dá)受抑制現(xiàn)象稱為RNA干擾作用（RNAinterferenceRNAi）［2］。2RNAi的分子機制8dsRNA（double-strandedRNA）可以介導(dǎo)基因沉默作用，以dsRNA為基點研究基因沉默的分子機制成為熱點。dsR
6、NA指的是大于30個堿基對的RNA分子。哺乳動物細(xì)胞有至少2條路徑競爭雙鏈RNA(dsRNA)，其一是特異性路徑：特殊dsRNA的序列用于RNAi，起始階段dsRNA被切成siRNA（smallinterferingRNA或shortinterferingRNAs）。siRNA是RNA干擾作用賴以發(fā)生的重要中間效應(yīng)分子，能提供一定的信息，允許一個特定的mRNA被降解。siRNA正義鏈與反義鏈各有21個堿基，其中19個堿基配對，再每條鏈的3’端都有2個不配對的堿基（圖1）。圖1siRNA另一條是非特異性路徑：只要有長的dsRNA的存
7、在它可以降解所有的RNA，抑制所有蛋白質(zhì)的合成。長的dsRNA激活蛋白激酶PKR，激活的PKR通過一系列的磷酸化關(guān)閉翻譯起始因子，導(dǎo)致翻譯抑制。也可以通過激活2’－5’AS合成一個分子激活RNaseL，導(dǎo)致非特異的RNA降解［3］。8關(guān)于特異性的RNA作用機制模型，包括起始階段和效應(yīng)階段［4］。起始階段dsRNA在Dicer酶（RNaseIII家族中特異識別雙鏈RNA的一員，屬內(nèi)切核酸酶）的作用下加工裂解21－23核甘酸長的小分子干擾RNA片斷（siRNA）［5］。Dicer含有解旋酶活性以及dsRNA結(jié)合域和PAZ結(jié)構(gòu)。在RNA
8、i的效應(yīng)階段，siRNA雙鏈結(jié)構(gòu)解旋并形成有活性的蛋白/RNA復(fù)合物（RNA－inducedsilencingcomplexorRISC），在siRNA解雙鏈即RISC激活過程需一個ATP［5］。由RISC中siRNA反義鏈與mRNA互補區(qū)域結(jié)合，
