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詳解miRNA的誕生之旅
發(fā)布時間: 2021-09-01 點擊次數: 2644次miRNA 是由內源性發(fā)卡結構轉錄產物衍生而來的一種長為 19-25nt 左右的單鏈 RNA。
第一, miRNA基因最先被RNA polymerase II轉錄生成5'蓋帽和3‘加尾的初級轉錄體,稱為pri-miRNA,長度約為 300-1000bp。
第二,經 RNase III enzyme Drosha 和 DGCR8 剪切生成由 70 個核苷酸組成的不*的發(fā)卡結構,并且在 3‘端末端具有 2 個核苷的懸垂,此末端則為成熟的 miRNA 的末端,上面有一些凸起和環(huán)狀結構,稱為 pre-miRNA。DGCR8 是屬于 Pasha 蛋白家族的。該莖環(huán)結構可以在 miRBase 數據庫中查詢到。
第三,該莖環(huán)結構的前體 miRNA 被核內轉運蛋白 Exportin5 捕獲到,并且通過細胞核孔復合體被運輸到細胞外。
第四,運輸到細胞外的 pre-miRNA 很快被 Dicer 酶與 GTP 酶 Ran 和 TRBP 等組成的復合物識別,并且開始消化該 pre-miRNA,切掉其環(huán)狀結構,直至其變成不穩(wěn)定的雙鏈 RNA,也稱為 dsRNA 或者是 miRNA/miRNA*。
第五,dsRNA 的不穩(wěn)定可以被 AGO 蛋白以及 RNA 解旋酶復合物解鏈成為兩個單鏈,并且其 中一條被降解,另一條則成為 20-23nt 的 mature microRNA,成熟的 miRNA 序列可在 miRBase 數據庫中查詢到,如視頻仁中顯示 dsRNA 變?yōu)槌墒?miRNA 的過程。
miRNA 成熟過程中的關鍵性酶和蛋白
RNA polymerase II:一般認為 miRNA 基因由 RNA polymerase II 轉錄而來??蓪?miRNA 基因轉錄成 5'端蓋帽 m7G 和 3‘端加尾 polyA 結構。
Drosha:Drosha 蛋白為 RNase III enzyme 家族中的成員之一,主要作用就是剪切 Pri-miRNA 成為具有 3‘ 端 2nt 懸垂的 pre-miRNA。
DGCR8:是第一個被鑒定出來的參與了體內 miRNA 加工過程的 Pasha 蛋白,參與了 Drosha 蛋白對底物的識別。 Exportin5:為核轉運受體家族的一個成員,其作用過程通過核孔復合體進行。Exp5 與 RanGTP 以及 Pre-miRNA 形成一個三聚體,通過細胞核孔運輸到胞漿,Ran-GTP 則變?yōu)?Ran-GDP,從而釋放出 Pre-miRNA。Ran-GTP 屬于核轉運受體家族的輔助因子。
Dicer 酶:屬于 RNase 超家族的第三類酶,經典的 DCR 結構域包括 N 端的 DExH RNA 解旋酶 /ATP 酶結構域,PAZ 結構域和兩個相鄰的 RNaseIII 樣結構域以及一個 dsRNA 結合結構域。
Dicer 酶是成熟的 miRNA 產生所必須的,可以剪切 pre-miRNA5'端臂,也可以剪切 3‘ 端臂,或者同時剪切兩條臂。