生命组学—rna

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1、生命组学—RNA生命起源哲学三大终极问题：我是谁？我从哪里来？要到哪里去？化学起源说：这一假说认为，地球上的生命是在地球温度逐步下降以后，在极其漫长的时间内，由非生命物质经过极其复杂的化学过程，一步一步地演变而成的。最初的关键分子是什么？生命起源RNARNA由A、U、G、C四种核糖核苷酸组成，多数为单链，是细胞主要生物大分子之一，具不可替代的重要生物学功能。RNA功能包括–编码蛋白质–参与催化和化学反应–调控基因表达和蛋白质翻译–能量代谢与调控–物质代谢与调控–在一些病毒中作为遗传物质RNA作为生命起源最初的关键分子的基础RNA1986年度

2、诺贝尔化学奖获得者吉尔伯特（W.Gilbert）提出了“RNA世界”的假说。它指的是“在生命起源的某个时期，生命体仅由一种高分子化合物RNA组成。遗传信息的传递建立于RNA的复制，其复制机理与当今DNA复制机理相似，作为生物催化剂的、由基因编码的蛋白质还不存在”。RNA世界RNA世界原始RNA原始RNAProteinDNAProteinRNAPre-原始RNAPre-RNA-basedsystemsRNA-basedsystemsRNAandprotein-basedsystemsPresent-daycellsREPLACEMENTOFP

3、RE-RNABYRNAEVOLUTIONOFRNAsTHATCANDIRECTPROTEINSYNTHESISEVOLUTIONOFNEWENZYMESTHATREPLICATEDNAANDMAKERNACOPIESFROMITThehypothesisthatRNAprecededDNAandproteinsinevolutionRNA生物学占居生物学发展的“核心舞台”引自于军老师pptDNAProteinRNARNA网络RNAhnRNAmRNAgRNAmiRNAAS-RNArasiRNAcirRNARNPrRNApiRNAscRNAsn

4、RNAdsRNAsnoRNA端粒酶RNARNPRNA网络tRNAhnRNA与mRNAhnRNA（核不均一RNA）：由DNA的一条链为模版转录而来，是DNA的初级转录产物，其中一部分可作为pre-mRNA。mRNA（信使RNA）：由pre-mRNA经转录后修饰得来，作为蛋白质合成模版，将遗传信息从DNA传递到蛋白质。动物与植物差别：以哺乳动物与高等植物（香菜）为例，高等植物hnRNA>哺乳动物hnRNA>>哺乳动物mRNA>高等植物mRNAmRNA是基因表达调控网络信息流的核心mRNA表观修饰（m(6)A）是操作流的一种体现tRNA功能（操作

5、流）：结构特点：转运RNA小分子RNA，合成于细胞核，在细胞质中参与蛋白质合成,也能参与细胞内的其它反应。（1）5'磷酸（2）受体臂（3）CCA尾（4）D臂（5）反密码子臂（6）T臂（7）修饰碱基介导mRNA序列上密码子的识别，并且翻译成相应的氨基酸DNAProteinRNARNA网络RNAhnRNAmRNAgRNAmiRNAAS-RNArasiRNAcirRNARNPrRNApiRNAscRNAsnRNAdsRNAsnoRNA端粒酶RNARNPRNA网络tRNAmiRNA定义：microRNA（miRNA）是，是一种长度约为20-23个核

6、苷酸的非编码小分子RNA。植物miRNA长度多为21nt，而动物miRNA长度多为22,23nt，这源于Drosha与Dicer切割性能的差异。结构：1993年,Lee等[4]在秀丽新小杆线虫( Caenorhabditiselegan)中发现了第一个能时序调控胚胎后期发育的基因lin-4.时隔7年之后,Reinhart等[5]同样又在线虫C.elegans中发现了第二个异时性开关基因let-7,并将这类基因所编码的能时序调控发育进程,长度约为21个核苷酸(nt)的小分子RNA。miRNA功能：miRNA通过与靶mRNA的互补配对而在转录、

7、转录后和翻译水平上对基因的表达进行负调控，导致mRNA的降解或翻译抑制,进而对多种生物学过程起调控作用。在植物和动物中，miRNA执行这种调控作用的机理却不尽相同。同时miRNA在动植物体内的形成过程也存在很多的不同之处。1、植物miRNA前体（pre-miRNA）的茎环结构(stem-loop)更大、更复杂，大约是动物中的3倍长。2、植物miRNA长度多为21nt，而动物miRNA长度多为22,23nt，这源于Drosha与Dicer切割性能的差异3、相对于动物miRNA,植物miRNA具有较高的进化保守性，因此，对植物miRNA目标基因

8、的预测要相对简单4、植物miRNA5’端更偏向选择脲嘧啶U，植物中miRNA3′末端2nt突出的3-OH存在甲基化，而动物中无甲基化5、基因组上的存在位置不同动物miRNA广泛存