植物microrna:微观结构和宏观特性

介绍

小分子核糖核酸很小,内生,守恒的,非编码单链rna(21 ~ 24个核苷酸长度),最初被认为是一个奇怪的线虫生物学和现在被认为是监管机构和master-coordinators转录后的或转化基因表达在植物、动物、病毒和单细胞真核生物(衣藻reinhardtii)除外酿酒酵母(1- - - - - -3]。首次发现lin-4和let-7 microrna秀丽隐杆线虫和16个microrna在拟南芥(4]。在16年之前,甚至没有听说过小分子核糖核酸,今天超过48885从271种microrna在miRBASE注册(http://www.mirbase.org/)和10000名来自121个植物物种的microrna在植物microrna的注册数据库(PMRD, http://bioinformatics.cau.edu.cn/PMRD)。microrna的数量变化在不同植物物种如;拟南芥(199),栽培稻(447),Medicago truncatula(375),玉米(170),高粱二色的(148),葡萄(137)等植物microrna在被子植物的进化,裸子植物和苔藓5),现在他们发现藻类以为进化的一种常见的单细胞藻类和高等植物的祖先。很多很多angiospermic microrna表达和识别在裸子植物中,miR160和蕨类植物和miR160 miR390Polytrichum juniperinum。基因组microrna基因代码,大多数植物有超过100个microrna基因(MIR)(117年在拟南芥中,90 - 120年在秀丽隐杆线虫,178年栽培稻,97年玉米)主要分布在基因组的基因间区域称为基因间microrna。其他类别的microrna是intronic microrna位于内含子区域(数量少)和extronic microrna(很少)6)位于外显子区域的蛋白质编码和非编码记录。

生物起源

microrna的生物起源是主要在4步骤的完成转录Primary-miRNA几公斤基地规模的封装和5 '帽和多聚腺苷酸尾两端microrna基因的RNA聚合酶II或在一些情况下,RNA聚合酶III绑定到3 'utr mRNA的茎环结构pre-miRNAs Primary-miRNA加工成核处理中心称为维身体,pre-miRNAs由DCL1然后出口到细胞质核的核孔间5直接同源草率和其他未知因素。茎环结构pre-miRNAs成双链的成熟——成熟的RNA转录(microrna / microrna的*,microrna的导链和microrna的*是乘客链)通过DCL酶不同大小:21个核苷酸DCL1和DCL4 DCL2 22个核苷酸,核苷酸和24的DCL3细胞质RNA和成熟的工器由HEN1甲基化,保护这些从核酸外切酶活动的小RNA降解核酸酶(SDN)。最后执行的沉默的反应目标信使rna序列通常由导链的microrna的转录因子纳入前蛋白质以生成效应复杂miRISC RNA-induced沉默复杂(RISC)。miRNA阻碍mrna的表达主要在两个方面的转录后的沉默取决于之间的互补程度,microrna及其目标即;翻译抑制或mRNA乳沟7]。当信使rna已经近乎完美的互补microrna的信使rna是裂解而少互补信使rna翻译减毒。其他机制,如转化抑制的起始和延伸,快速降解的新生肽和信使rna降解也报道。MiRscan一些microrna的预测计算工具,proMiRII, mir-abela, triplet-SVM, Vmir,微RNA,赫特尔和Stadler MiRNAFind贝叶斯MiRNAFind,看到下面成了。PicTar TargetScanS,米兰达,RNA混合,Diana-microT, RNA22, MicroTar, TargetBoost, TargetScan MicroInspector很少microrna的目标预测工具。

功能

植物与少久坐不动的生活逃离的机会生态条件成为不良和缺乏强有力的免疫系统对抗生物入侵病原体所以开发了非常复杂的方法来规避非生物和生物压力(4),其中植物调制microrna的机器是最重要的。特定功能的microrna是神秘的,只有几个功能的特点。微- rnas是基因调控的一个命令式的难题。多数小分子核糖核酸调节其他基因的互补序列的目标基因和负调控蛋白编码基因通过平移镇压或mRNA解理或可能导致其甲基化。据估计,超过30%的蛋白编码基因可以由小分子核糖核酸。microrna的三分之一以上的规范表达基因在动物和在某种程度上影响了几乎整个基因组的表达。植物中,已知的microrna和microrna的目标的数量低于动物的频谱microrna的行动似乎非常宽,计算各方面的发展,一些适应性反应压力和microrna的监管途径本身。植物microrna在多个生物过程和影响等几乎所有的增长,发展,开花,生长素响应,叶极性,细胞命运/分化、维持基因组的完整性,新陈代谢,营养体内平衡,信号通路,激素体内平衡,免疫反应,DNA修复,氧化应激反应,昼夜节律,病毒复制适应性反应,生物和非生物压力和microrna的通路调节本身8]。

未来的视角

microrna数量范围从1000到60000 /单元,显示时空分布、表达跨不同的器官,每个器官都有一个独特的microrna的“配置文件”,这可能会改变在植物生长发育和压力条件。microrna能影响许多目标基因的表达,结果调节细胞分化、增殖和死亡。解码所有的microrna的目标和他们的角色将在这即将到来的挑战之一立即有前途的科学领域,将作为玩家增加下一代基因工程的各种治疗和改善植物和农作物。此外,植物的生物效应——microrna为人类治疗已经被异形计算。姜黄microrna目标基因与糖尿病2型,心血管疾病、老年痴呆症、癌症和地中海贫血和micrornaGmelina arborea目标基因与人类癌症,血液传播疾病和泌尿系感染。植物提取microrna (MIR2911)出现在煎煮中药金银花的民族植物学的使用对抗流感。MIR2911目标甲型流感病毒,压制他们的复制过程,应对流感感染,因此这样的microrna可以作为新的生物活性制剂对人类健康或监管目标基因与疾病在非常早期的阶段(9]。这对人工合成治疗铺平了道路植物的microrna各种人类综合症的治疗。

引用

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