MIT Molecular Biology 笔记7 调控RNA

时间:2022-03-10 17:43:48

视频  https://www.bilibili.com/video/av7973580/

教材 Molecular biology of the gene 7th edition  J.D. Watson et. al

调控RNA

一、细菌中RNA介导的调控

MIT Molecular Biology 笔记7 调控RNA

sRNA对翻译的激活与抑制

色氨酸trp操纵子

  • 色氨酸浓度高时:
    • 先导核糖体顺利通过先导RNA的两个Trp密码子
    • 占据位置2
    • 位置3、4形成发夹
    • 形成衰减子(4后面有polyU终止信号)
  • 色氨酸浓度低时:
    • 先导核糖体被两个Trp密码子阻滞
    • 位置2、3形成发夹
    • 转录正常进行

MIT Molecular Biology 笔记7 调控RNA

MIT Molecular Biology 笔记7 调控RNA

MIT Molecular Biology 笔记7 调控RNA

1、基因转录物中的核糖开关--通过改变二级结构调控基因表达

MIT Molecular Biology 笔记7 调控RNA

  核糖开关

  • 适配体aptamer
  • 表达平台expression platform

MIT Molecular Biology 笔记7 调控RNA

MIT Molecular Biology 笔记7 调控RNA

例:通过SAM来调控转录终止或翻译起始

2、RNA是原核生物和古细菌中的防御物质

  CRISPR

MIT Molecular Biology 笔记7 调控RNA

  • 细菌被噬菌体感染后,被转入cas基因
  • 病毒再次侵染时,转录出crRNA前体
  • crRNA前体被切成小段,和相关蛋白组成级联复合物
  • 催化入侵病毒特定DNA位点断裂MIT Molecular Biology 笔记7 调控RNA
  • 下图显示了
    • Cas3辅助级联复合物靶向双链DNA
    • Cmr复合物靶向单链RNA

MIT Molecular Biology 笔记7 调控RNA

二、真核生物中RNA介导的调控

  • 高等真核生物的基因30%~70%受到RNA的调控
  • 大概过程
    • 长的转录产物,形成双链RNA
    • 扩增,酶切
    • 形成ssRNA:先导RNA,与slicing酶组合成RISC
    • 抑制翻译、切割mRNA、修饰核小体

1、小RNA来源广泛,通过三条途径指导基因沉默MIT Molecular Biology 笔记7 调控RNA

  • siRNA
  • microRNA
  • 与piwi蛋白作用的调控小RNA
  • 触发靶基因编码的mRNA降解
  • 抑制mRNA的翻译
  • 对靶基因所在染色体修饰而沉默转录
  • 双链小RNA前体被分成前导RNA和搭载RNA
  • 前导RNA与切片(slicing)酶组合成RISC复合体
  • RNAi极其高效
  • siRNA在RdRP酶催化下可扩增
  • MIT Molecular Biology 笔记7 调控RNA

2、miRNA分子的合成

  • miRNA的特征性结构
    • MIT Molecular Biology 笔记7 调控RNA
  • 活性miRNA由两部切割完成MIT Molecular Biology 笔记7 调控RNA
    • Drosha切割形成Pre-miRNA
    • Dicer切割形成miRNA

3、小RNA的沉默基因表达

  • 前导miRNA链整合进RISC复合体,形成沉默基因表达成熟复合体

MIT Molecular Biology 笔记7 调控RNA

  • RISC剪切mRNA 或 阻碍翻译
  • RISC指导染色质修饰 使转录沉默

MIT Molecular Biology 笔记7 调控RNA

4、RNAi 是一种抵御病毒和转座子的防护机制

MIT Molecular Biology 笔记7 调控RNA

  • 细菌的CRISPR是每当有噬菌体入侵时,主动摄取外源DNA,整合成CRISPR阵列,形成小RNA抵御入侵
  • 真核细胞对外源DNA是被动获取,通过转座的方式汇集到某一区域

5、RNAi 已成为基因表达操作的有力工具

  • 长链非编码RNA(lnc RNA)在基因调控中对基因调控有诸多作用
  • 以X染色体失活为例
    • 二倍体雌性哺乳动物要随机选择一条X染色体失活
    • X染色体中的Xic编码Xist RNA
    • Xist RNA募集修饰和浓缩染色质的因子(PRC2等)
    • Xist 和 Tsix相互平衡确定染色体的是否失活MIT Molecular Biology 笔记7 调控RNA