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中生网 > 医药行业 > 临床医学 > lncRNA:长链非编码RNA(图)

lncRNA:长链非编码RNA(图)

更新:2010年01月08日 阅读次数: 【字体:

  长链非编码RNA(lncRNA)是一类转录本长度超过200nt的RNA分子,它们并不编码蛋白,而是以RNA的形式在多种层面上(表观遗传调控、转录调控以及转录后调控等)调控基因的表达水平。
  lncRNA起初被认为是基因组转录的“噪音”,是RNA聚合酶II转录的副产物,不具有生物学功能。然而,近年来的研究表明,lncRNA参与了X染色体沉默,基因组印记以及染色质修饰,转录激活,转录干扰,核内运输等多种重要的调控过程,lncRNA的这些调控作用也开始引起人们广泛的关注。哺乳动物基因组序列中4%~9%的序列产生的转录本是lncRNA(相应的蛋白编码RNA的比例是1%),虽然近年来关于lncRNA的研究进展迅猛,但是绝大部分的lncRNA的功能仍然是不清楚的。
生物学功能
  许多lncRNA都具有保守的二级结构,剪切形式以及亚细胞定位,这种保守性和特异性表明它们是具有功能的。但lncRNA的功能相对于microRNA和蛋白质的功能来说更加难以确定,因为目前并不能仅根据序列或者结构来推测它们的功能。根据它们在基因组上相对于蛋白编码基因的位置,可以将其分为(1) sense, (2) antisense, (3) bidirectional, (4) intronic, (5) intergenic这5种类型。这种位置关系对于推测lncRNA的功能有很大帮助。

lncRNA:长链非编码RNA(图)


  图1. 根据lncRNA在基因组上的位置,可将其分为5种类型:1. sense, 2. antisense, 3. bidirectional, 4. intronic, 5. intergenic。图中编码RNA和非编码RNA外显子分本别用蓝色和红色表示。
  近年来通过对已发现的lncRNA的研究表明,lncRNA能够在多种层面调控基因的表达水平,其调控机制开始为人们所揭示(图2)。

lncRNA:长链非编码RNA(图)


  图2. lncRNA的作用机制。根据今年来所发现的lncRNA的作用机制,lncRNA主要可能具有以下几个方面的功能:
1)、通过在蛋白编码基因上游启动子区(桔)发生转录,干扰下游基因(蓝)的表达(如酵母中的SER3基因)。
2)、通过抑制RNA聚合酶II或者介导染色质重构以及组蛋白修饰,影响下游基因(蓝)表达(如小鼠中的p15AS)。
3)、通过与蛋白编码基因的转录本形成互补双链(紫),进而干扰mRNA的剪切,从而产生不同的剪切形式。
4)、通过与蛋白编码基因的转录本形成互补双链(紫),进一步在Dicer酶作用下产生内源性的siRNA,调控基因的表达水平。
5)、通过结合到特定蛋白质上,lncRNA转录本(绿)能够调节相应蛋白的活性。
6)、作为结构组分与蛋白质形成核酸蛋白质复合体。
7)、通过结合到特定蛋白上,改变该蛋白的胞质定位。
8)、作为小分子RNA,如miRNA,piRNA的前体分子转录(Jeremy E. Wilusz et al, 2009, Genes Dev.)。

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