小干扰RNA对细胞基因表达有什么影响?
生活随笔
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小干扰RNA对细胞基因表达有什么影响?
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小干擾RNA(Small interfering RNA;siRNA)有時稱為短干擾RNA(short interfering RNA)或沉默RNA(silencing RNA),是一個長20到25個核苷酸的雙股RNA。目前已知siRNA主要參與RNA干擾(RNAi)現象,以帶有專一性的方式調節基因的表達。此外,也參與一些與RNAi相關的反應途徑,例如抗病毒機制或是染色質結構的改變。
有研究顯示,質粒載體攜帶小分子干擾RNA基因轉染可抑制體外人類風濕關節炎滑膜組織核轉錄因子κB mRNA的表達,具有一定的實驗效應,為評價抑制后核轉錄因子κB的生物學功能和核轉錄因子κB小分子干擾RNA治療的潛在價值,以及構建病毒載體進行體內實驗奠定基礎。但是基礎核轉錄因子κB活性是機體正常發育所必須的,p65基因敲除的小鼠由于發生肝細胞大量凋亡而死于胚胎期。所以如何局部、靶向轉染,抑制病變部位或細胞內核轉錄因子κB而不發生全身免疫抑制尚需更進一步研究。
小干擾RNA ( siRNA) 由21 ~ 23個堿基對構成,可在細胞質中特異性與其堿基對互補的信使RNA (mRNA)結合并使其經核酸酶降解,從而阻斷其編碼蛋白質的表達,即通過RNA 干擾( RNAi) 實現基因沉默。因此,siRNA作為藥物在癌癥和流感、炎等病毒感染疾病治療領域有重要科學意義和應用價值。1998年Nature報道了RNAi的過程[:siRNA為21-23個堿基對的雙鏈RNA,雙鏈的siRNA與相應核酶復合物結合后解去一條鏈,生成RNA誘導沉默復合物(RISC),RISC可識別與所攜單鏈RNA完全配對的mRNA,并使mRNA斷裂、降解,阻斷蛋白質的翻譯過程。所形成的RNA誘導沉默復合物還可在RNA依賴的RNA聚合酶(RdRP)的作用下,以同源mRNA為模板進行自我復制。因此RNAi過程具有特異性、高效性并可將干擾效果傳遞至子代細胞,所以少量siRNA的導入即可實現可觀的沉默效果。RNAi機制 (2006年諾貝爾生理和醫學獎),在功能基因組研究、新藥篩選和癌癥、病毒感染(如流感和肝炎)等疾病治療等領域都有極其重要的科學意義和應用價值。另外,miRNA亦可產生RNAi效應,其原理與siRNA相似。miRNA按其作用模式不同可分為三種:第一種以線蟲lin-4為代表,作用時與靶標基因不完全互補結合,進而阻遏翻譯而不影響mRNA的穩定性,這種miRNA是目前發現最多的種類。第二種以擬南芥miR-171為代表,作用時與靶標基因完全互補結合,作用方式和功能與siRNA非常類似,最后切割靶mRNA,這說明某些miRNA和siRNA一樣參與了機體內一些特異性mRNA的剪切過程。第三種以let-7為代表,它具有以上兩種作用模式,當與靶標基因完全互補結合時,直接靶向切割mRNA,如果蠅和Hela細胞中let-7直接介導RISC分裂切割靶mRNA;當與靶標基因不完全互補結合時,起調節基因基因表達的作用,如線蟲中的let-7與靶mRNA3′端非翻譯區不完全配對結合后,阻遏調節基因的翻譯。
有研究顯示,質粒載體攜帶小分子干擾RNA基因轉染可抑制體外人類風濕關節炎滑膜組織核轉錄因子κB mRNA的表達,具有一定的實驗效應,為評價抑制后核轉錄因子κB的生物學功能和核轉錄因子κB小分子干擾RNA治療的潛在價值,以及構建病毒載體進行體內實驗奠定基礎。但是基礎核轉錄因子κB活性是機體正常發育所必須的,p65基因敲除的小鼠由于發生肝細胞大量凋亡而死于胚胎期。所以如何局部、靶向轉染,抑制病變部位或細胞內核轉錄因子κB而不發生全身免疫抑制尚需更進一步研究。
小干擾RNA ( siRNA) 由21 ~ 23個堿基對構成,可在細胞質中特異性與其堿基對互補的信使RNA (mRNA)結合并使其經核酸酶降解,從而阻斷其編碼蛋白質的表達,即通過RNA 干擾( RNAi) 實現基因沉默。因此,siRNA作為藥物在癌癥和流感、炎等病毒感染疾病治療領域有重要科學意義和應用價值。1998年Nature報道了RNAi的過程[:siRNA為21-23個堿基對的雙鏈RNA,雙鏈的siRNA與相應核酶復合物結合后解去一條鏈,生成RNA誘導沉默復合物(RISC),RISC可識別與所攜單鏈RNA完全配對的mRNA,并使mRNA斷裂、降解,阻斷蛋白質的翻譯過程。所形成的RNA誘導沉默復合物還可在RNA依賴的RNA聚合酶(RdRP)的作用下,以同源mRNA為模板進行自我復制。因此RNAi過程具有特異性、高效性并可將干擾效果傳遞至子代細胞,所以少量siRNA的導入即可實現可觀的沉默效果。RNAi機制 (2006年諾貝爾生理和醫學獎),在功能基因組研究、新藥篩選和癌癥、病毒感染(如流感和肝炎)等疾病治療等領域都有極其重要的科學意義和應用價值。另外,miRNA亦可產生RNAi效應,其原理與siRNA相似。miRNA按其作用模式不同可分為三種:第一種以線蟲lin-4為代表,作用時與靶標基因不完全互補結合,進而阻遏翻譯而不影響mRNA的穩定性,這種miRNA是目前發現最多的種類。第二種以擬南芥miR-171為代表,作用時與靶標基因完全互補結合,作用方式和功能與siRNA非常類似,最后切割靶mRNA,這說明某些miRNA和siRNA一樣參與了機體內一些特異性mRNA的剪切過程。第三種以let-7為代表,它具有以上兩種作用模式,當與靶標基因完全互補結合時,直接靶向切割mRNA,如果蠅和Hela細胞中let-7直接介導RISC分裂切割靶mRNA;當與靶標基因不完全互補結合時,起調節基因基因表達的作用,如線蟲中的let-7與靶mRNA3′端非翻譯區不完全配對結合后,阻遏調節基因的翻譯。
總結
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