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在蛋白质编码基因外还存在广泛的转录现象。转录的ncRNA和假基因有助于解释已注释的基因和基因间区之间的相互联系。
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ncRNA的功能差异很大,例如,miRNA可以调控基因表达,snoRNA参与RNA加工,而tRNA和rRNA参与蛋白质合成等。此外,全长的ncRNA本身也具有生物学功能,如控制染色质的可接近性。
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成熟miRNA的典型长度为22nt,它们是由更长的初始PolⅡ转录产物加工产生的。
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被称为“种子序列”的成熟miRNA中的2~8个核苷酸可以与靶标mRNA 3’-UTR区的特定序列结合,然后借助RISC-miRNA复合物介导mRNA的起始识别。
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miRNA最显著的特征是其中间RNA转录物能够折叠成发卡结构,以便被miRNA合成机器特异性地识别和加工。
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人的成熟miRNA的总数大约有1000。
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miRNA最有效的作用靶标是信号级联反应的成员,如受体、激酶和转录因子。
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miRNA的表达与它们的靶标mRNA表达的相关性更可能呈正相关而不是负相关。这确保细胞群体对同一信号能够做出一致的响应。
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miRNA可以很稳定地存在于体液,如血清或尿液中。在检测时,miRNA比蛋白质具有更高的灵敏性。
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长链ncRNA可以驱动RNA-蛋白质复合物的形成,调控基因表达。长链ncRNA可以作为诱饵去除DNA结合蛋白,可以作为支架使两种以上蛋白质形成复合体或者具有空间上的接近性,也可以作为向导染色体修饰酶等招募到基因组DNA上。
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长链ncRNA大部分与染色质修饰酶的阻遏有关,但也参与染色质的激活。
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PolⅡ与增强子区的相互作用导致eRNA的双向转录。
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eRNA的水平与邻近基因mRNA的合成有关,并且eRNA的转录需要靶标启动子的存在。
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利用RNAi技术干扰eRNA可以用于阻遏增强子,这为基因表达的定向阻断提供了一种新型策略。
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miRNA的调控潜力在很多方面与转录因子相似。
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转录因子与miRNA的共同特征包括:丰富性、细胞类型特异性、激活和阻遏调控效应以及利用正向和负向反馈的网络基序。
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miRNA增加了基因调控的复杂性,它们在大多数情况下作为转录因子作用的微调者。
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miRNA的阻遏模式与细胞特异性基因表达程序中基因阻遏的重要性相吻合。
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基本上,每一个转录因子调控的过程都有miRNA的参与,反之亦然。
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miRNA与转录因子的显著不同表现在:①转录因子表达的敲除比miRNA基因表达的敲除具有更加复杂的表型影响;②miRNA在细胞内的功能具有分区;③miRNA的进化速度比转录因子要快。