系统生物学 第三讲 转录组学

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1、第三讲转录组学主要内容RNA的种类和作用RNA研究方法高通量技术研究转录组学的策略转录组学研究进展microRNA研究RNA是解读基因组的关键RNAProteinPhenotypeGenotypeDNA转录（transcription）生物体以DNA为模板合成RNA的过程。转录RNADNA转录（Transcription）：遗传信息由DNA转换到RNA的过程。作为蛋白质生物合成的第一步，转录是mRNA以及非编码RNA（tRNA、rRNA等）的合成步骤。以特定的DNA片段作为模板，以DNA依赖的核糖核酸聚合酶（RNA聚合酶或RNA合成酶）作为催化剂而合成前mRNA的过

2、程。mRNA转录时，DNA分子双链打开，在RNA聚合酶的作用下，游离的4种核糖核苷酸按照碱基互补配对原则结合到DNA单链上，并在RNA聚合酶的作用下形成单链mRNA分子。转录本：transcript。也称为剪切体。一条基因通过不同剪接可构成不同的转录本。参与转录的物质原料:NTP（ATP,UTP,GTP,CTP）模板:DNA酶:RNA聚合酶（RNApolymerase,RNA-pol）其他蛋白质因子一、RNA的种类和作用1.RNA的种类2.各类RNA的作用RNA的常见种类1.核糖体RNA（rRNA）2.转运RNA（tRNA）3.信使RNA（mRNA）RNA的其他种类

3、1.不均一核RNA（hnRNA）2.小核RNA（snRNA）3.核仁小RNA（snoRNA）4.小胞质RNA（scRNA/7s-RNA)5.microRNA6.转移-信使RNA（tmRNA）7.端粒酶RNA8.反义RNA……核糖体RNA（rRNA）1.rRNA是核糖体的组成成分rRNA一般与核糖体蛋白质结合在一起，形成核糖体（ribosome)如果把rRNA从核糖体上除掉，核糖体的结构就会发生塌陷。2.定位（起始翻译）16S的rRNA3’端有一段核苷酸序列与mRNA的前导序列是互补的，这有助于mRNA与核糖体的结合，进而起始翻译。核糖体RNA，原核生物包括5s，16

4、s，23s，真核生物包括5s，5.8s，18s和28s，而每种rRNA各自有各自的功能。转运RNA（tRNA）在蛋白质合成中作为氨基酸的载体合成i蛋白质的原材料——20种氨基酸与mRNA的碱基之间缺乏特殊的亲和力。因此，必须用一种特殊的RNA——转运RNA（tRNA）把氨基酸搬运到核糖体上，tRNA能根据mRNA的遗传密码依次准确地把它携带的氨基酸连结起来形成多肽链。信使RNA（mRNA）作为蛋白质合成时的模板mRNA是以DNA的一条链为模板，以碱基互补配对原则，转录而形成的一条单链。其功能就是把DNA上的遗传信息精确无误地转录下来，然后再由mRNA的碱基顺序决定蛋

5、白质的氨基酸顺序，完成翻译，合成蛋白质。不均一核RNA（hnRNA）概念：在真核生物中，转录形成的前体RNA中含有大量非编码序列，大约只有25%序列经加工成为mRNA，最后翻译为蛋白质。而因为未经加工的前体mRNA(pre-mRNA)在分子大小上差别很大，所以通常称为不均一核RNA。hn-RNA在受到加工之后，移至细胞质，作为mRNA而发挥其功能。而大部分的hnRNA在核内与各种特异的蛋白质形成复合体而存在着。小核RNA（snRNA）概念：小核RNA，也见译为核内小RNA，是含有100到300碱基的RNA，它是真核生物转录后加工过程中RNA剪接体的主要成分。功能：它

6、参与真核生物细胞核中RNA的加工。snRNA和许多蛋白质结合在一起成为小核核糖核蛋白，参与信使RNA前体（也就是hnRNA）的剪接，使后者成为成熟mRNA。核仁小RNA（snoRNA）概念：核仁小分子RNA是一大类RNA分子，其大小一般在几十到几百个核苷酸，它们能与特定的蛋白质（如自身免疫抗原等）相结合生成snoRNP，在细胞中稳定存在，并且富集于核仁区，所以被称为核仁小分子RNA。功能：负责rRNA的加工（切割和修饰），参与核糖体的生物合成。小胞质RNA（scRNA/7s-RNA)存在于细胞质中的小RNA分子（如信号识别颗粒组分中含有的7sRNA）,是蛋白质内质网

7、定位合成的信号识别体的组成。小RNA分子有些小RNA分子能直接调控某些基因的开关从而控制细胞的生长发育并决定细胞分化的组织类型小RNA分子本身又包含了若干类RNA，根据小RNA的生成、结构和功能大约可分为以下三类：miRNA（microRNA)siRNA(smallinterferingRNA)其他小RNAmicroRNA概念：MicroRNAs(miRNAs)是一种大小约21—23个碱基的单链小分子RNA是由具有发夹结构的约70-90个碱基大小的单链RNA前体经过Dicer酶加工后生成。不同于siRNA，但是和siRNA密切相关。功能：microRNA通过与