RNA剪接 编辑
剪接,是一种基因重组现象,在遗传学中,主要是指细胞核内基因资讯在转录过程中或是在转录过后的一种修饰,即将内含子移除及合并外显子——内含子与外显子的名称是通用于编码基因的DNA及其转录后的RNA——是真核生物前mRNA变成MRNA的过程之一。剪接过程是剪接体核糖核酸核苷酸之间的一连串生化反应,并由剪接体内小核核糖蛋白中的snRNA负责催化并作用。此外,也有一些类型不需外在催化物质,而是在特定二价金属离子存在的情况下,以RNA自我催化的方式进行剪接,如第一型或第二型内含子或核酸酶。这也是真核生物与原核生物的区别之一。成熟的mRNA会接着进行蛋白质生物合成中的翻译,以产生蛋白质,称转译作用。
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N-甲基腺苷是真核生物细胞MRNA中最常见的修饰,也见于TRNA、核糖体RNA、SnRNA和LncRNA等其他种RNA,细胞RNA中约有0.1%至0.4%的腺苷位点具有此修饰。m6A最早在1970年代即被发现,但未知其功能,近年随着其修饰酶、去修饰酶和识别蛋白的发现,其修饰机制与功能逐渐明朗。m6A是由一甲基转移酶复合体修饰,复合体包括METTL3、METTL14、WTAP、RBM15、KIAA1429与METTL5等,可将S-腺苷甲硫氨酸上的甲基转移到RNA的腺苷上;FTO基因蛋白与ALKBH5则为m6A去甲基酶,可移除RNA上m6A的甲基;具YTH结构域的蛋白、IGF2BP1、IGF2BP2、IGF2BP3、FMR1和RBMX等蛋白可与mRNA上的m6A结合,为其识别蛋白,因蛋白种类和RNA序列而异可促进或抑制其转译、降解、RNA剪接等。研究m6A转录组的技术包括m6A测序、mRNA甲基化测序、m6A-CLIP与SCARLET等。有数种癌症与m6A修饰的异常有关。除真核生物外,许多RNA病毒也具有m6A修饰,可能与其感染、复制有关。
外显子是真核生物基因的一部分,它在RNA剪接后仍会被保存下来,并可在蛋白质生物合成过程中被表达为蛋白质。 而内含子则会在剪接过程中被除去。
环状RNA为生物细胞中的一类RNA,由线状RNA5'端与3'端经共价键结合而形成。有些环状RNA可编码蛋白质,有些则为非编码核糖核酸,大多数环状RNA的功能均仍未知,过去认为环状RNA仅是RNA剪接过程中产生的副产物,在细胞中数量不多且序列保守序列低,应不具重要功能,但近年许多研究已渐推翻此观点。环状RNA因不具5'端或3'端,不会被外切酶切割,在细胞中应较多数的线状RNA稳定。
N-甲基腺苷是真核生物细胞MRNA中最常见的修饰,也见于TRNA、核糖体RNA、SnRNA和LncRNA等其他种RNA,细胞RNA中约有0.1%至0.4%的腺苷位点具有此修饰。m6A最早在1970年代即被发现,但未知其功能,近年随着其修饰酶、去修饰酶和识别蛋白的发现,其修饰机制与功能逐渐明朗。m6A是由一甲基转移酶复合体修饰,复合体包括METTL3、METTL14、WTAP、RBM15、KIAA1429与METTL5等,可将S-腺苷甲硫氨酸上的甲基转移到RNA的腺苷上;FTO基因蛋白与ALKBH5则为m6A去甲基酶,可移除RNA上m6A的甲基;具YTH结构域的蛋白、IGF2BP1、IGF2BP2、IGF2BP3、FMR1和RBMX等蛋白可与mRNA上的m6A结合,为其识别蛋白,因蛋白种类和RNA序列而异可促进或抑制其转译、降解、RNA剪接等。研究m6A转录组的技术包括m6A测序、mRNA甲基化测序、m6A-CLIP与SCARLET等。有数种癌症与m6A修饰的异常有关。除真核生物外,许多RNA病毒也具有m6A修饰,可能与其感染、复制有关。
内含子是一个基因中非编码DNA片段,它分开相邻的外显子。更精确的定义是:内含子是阻断基因线性表达的序列。DNA上的内含子会被转录到前信使核糖核酸中,但RNA上的内含子会在RNA离开细胞核进行转译前被RNA剪接。在成熟MRNA被保留下来的基因部分被称为外显子。真核生物的基因含有外显子和内含子,是前者区别原核生物的特征之一。但是注意,这并不代表原核生物的基因没有内含子,如细菌核糖核苷酸还原酶基因中罕见的有内含子。
内含子是一个基因中非编码DNA片段,它分开相邻的外显子。更精确的定义是:内含子是阻断基因线性表达的序列。DNA上的内含子会被转录到前信使核糖核酸中,但RNA上的内含子会在RNA离开细胞核进行转译前被RNA剪接。在成熟MRNA被保留下来的基因部分被称为外显子。真核生物的基因含有外显子和内含子,是前者区别原核生物的特征之一。但是注意,这并不代表原核生物的基因没有内含子,如细菌核糖核苷酸还原酶基因中罕见的有内含子。
剪接体是主要在真核细胞的细胞核内发现的大型的和复杂的分子机器。剪接体由小核核糖核酸和大约80种蛋白质组装而成。剪接体从转录的前mRNA中去除内含子。 此过程通常称为RNA剪接。一个比喻是电影剪辑师,他有选择地从初始电影中切出不相关或不正确的材料,然后将清理后的版本发送给导演进行最终剪辑。
非编码DNA谑称“垃圾DNA”,是指不包含制造蛋白质的遗传密码,或是只能制造出无转译能力RNA的DNA序列。此类DNA在真核生物的基因组中占有大多数。有很长的一段时间科学家认为非编码DNA没有作用,因此这些重复的DNA片段曾被冠以“垃圾DNA”的称号。随着时间的推移,科学家对垃圾DNA的认识逐渐深入,慢慢地发现很多垃圾DNA有其独特的作用,它们在RNA剪接等方面起重要的作用。
基因剪切位点突变是一种发生于核苷酸特定位点的遗传学突变。这些突变包括插入、删除或序列的改变,影响了RNA剪接,并可能导致产生的蛋白质失去功能。
核仁是真核细胞细胞核中的一种结构,通过电子显微镜乃至光学显微镜可以观察到细胞核中的核仁呈均匀的球状。核仁是核糖体RNA转录及RNA剪接、核糖体亚基进行组装的场所。另外,核仁也有输出、降解信使RNA等功能。核仁的数目、大小、形状与生物体的种类、细胞的种类、细胞的代谢状态均有关系。一般蛋白质合成较旺盛的细胞核仁数目多、体积大,蛋白质合成不活跃的细胞核仁数目少、体积小,甚至没有核仁。