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《RNA干擾作用原理及其應(yīng)用.doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
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(guò)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(shí)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(dòng)子【Abstract】RNAinterference(RNAi)indiverseorganismsrevealsthesamehighlyco
2、nservedmechanismwithanancientorigin.RNAiisthemodeofsequence-specificpost-transcriptionalgenesilencinginanimalsandplantsinitiatedbyhomologousdouble-strandedRNA(dsRNA).ThediscoveryofRNAiandthemolecularmechanismwillhelpusapplyittostudythegenefunctionandexploitthegenedrug.【Keywords】RNAinterferenc
3、e(RNAi)smallinterferingRNA(siRNA)double-strandedRNA(dsRNA)RNA-inducedsilencingcomplex(RISC)ArgonautepolIII1背景20多年前，在對(duì)矮牽牛（petunias）進(jìn)行的研究中有個(gè)發(fā)現(xiàn)：RichJorgensen和同事將一個(gè)能產(chǎn)生色素的基因置于一個(gè)強(qiáng)啟動(dòng)子后，導(dǎo)入矮牽牛中，試圖加深花朵的紫顏色，結(jié)果沒(méi)看到期待的深紫色花朵，多數(shù)花成了花斑的甚至白的。因?yàn)閷?dǎo)入的基因和其相似的內(nèi)源基因同時(shí)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(lèi)似的現(xiàn)
4、象，1996年就在脈孢菌屬(Neurospora)發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象。當(dāng)時(shí)將這種現(xiàn)象命名為基因表答的阻抑作用(quelling)［1］。通過(guò)對(duì)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(chēng)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(guò)程中一種抵御轉(zhuǎn)座子和RNA病毒的防御機(jī)制，可能在植物和動(dòng)物分化之前就已經(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(xiàn)蟲(chóng)，結(jié)果誘發(fā)了比正義鏈和反義
5、鏈的單獨(dú)注射都要強(qiáng)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(chēng)為RNA干擾作用（RNAinterferenceRNAi）［2］。2RNAi的分子機(jī)制4dsRNA（double-strandedRNA）可以介導(dǎo)基因沉默作用，以dsRNA為基點(diǎn)研究基因沉默的分子機(jī)制成為熱點(diǎn)。dsRNA指的是大于30個(gè)堿基對(duì)的RNA分子。哺乳動(dòng)物細(xì)胞有至少2條路徑競(jìng)爭(zhēng)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shortinterferi
6、ngRNAs）。siRNA是RNA干擾作用賴(lài)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(gè)特定的mRNA被降解。siRNA正義鏈與反義鏈各有21個(gè)堿基，其中19個(gè)堿基配對(duì)，再每條鏈的3’端都有2個(gè)不配對(duì)的堿基（圖1）。圖1siRNA另一條是非特異性路徑：只要有長(zhǎng)的dsRNA的存在它可以降解所有的RNA，抑制所有蛋白質(zhì)的合成。長(zhǎng)的dsRNA激活蛋白激酶PKR，激活的PKR通過(guò)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(guò)激活2’－5’AS合成一個(gè)分子激活RNaseL，導(dǎo)致非特異的RNA降解［3］。關(guān)于特異性的RNA作用機(jī)制模型，包括起始階段和效應(yīng)階段［4］。起始階段
7、dsRNA在Dicer酶（RNaseIII家族中特異識(shí)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(zhǎng)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RNAi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(guò)程需一個(gè)ATP［5］。由RISC中siRNA反義鏈與mRNA互補(bǔ)區(qū)域結(jié)合，隨后
