表观遗传与长链非编码rna

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1、实用标准文案表观遗传学：长链非编码RNA的研究进展摘要：自从功能基因组学的飞速发展，人们越来越多地将目光集中在表观遗传学功能的研究。表观遗传学是一门研究基因表达发生了可遗传的改变，而DNA序列不发生改变的遗传分支学科。表观遗传学的主要机制包括DNA甲基化、组蛋白修饰及新近发现的非编码RNA。非编码RNA是指基因组转录而来却不翻译的RNA，主要包括小干涉RNA、miRNA、piRNA以及长链非编码RNA。近年来，随着miRNA的研究逐渐加深，长链非编码RNA也慢慢引起研究者的重视，并且很快显示出其在表观遗传学的重要作用，迅速成为一个研究热点。表观遗传学是研究基因表达

2、发生了可遗传的改变，而DNA序列不发生改变的一门生物学分支。而由其发生改变导致的变异即表观遗传变异，表观遗传变异(Epigeneticvariation)是指在基因的DNA序列在没有发生改变的情况下，基因功能发生了可遗传的变化，并最终导致了表型的变化。它是一种不符合孟德尔遗传规律的核内遗传。因此，可以看出，个体的性状是由细胞内两种遗传信息所共同决定的，一种是DNA序列所提供的遗传信息，而另外一种可以看作是由表观遗传学信息。其中，表观遗传学信息主要是在DNA序列信息上的调控，即调控DNA序列何时、何地、通过何种方式表达。表观遗传学的主要机制包括DNA甲基化、组蛋白修

3、饰及非编码RNA。DNA甲基化(DNAmethylation)是在DNA甲基转移酶(DNA-methyltransferases，DNMTs)的催化下，CpG二核苷酸中的胞嘧啶被选择性地添加甲基，形成5-甲基胞嘧啶。甲基化是基因组DNA的一种主要表观遗传修饰形式，是调节基因组功能的重要手段。体内甲基化状态有3种：持续的低甲基化状态，如持家基因；诱导的去甲基化状态，如发育阶段中的一些基因；高度甲基化状态，如女性的一条缢缩的x染色体。DNA甲基化主要是通过DNA甲基转移酶家族来催化。在细胞分化的过程中，基因的甲基化状态将遗传给后代细胞。组蛋白修饰(Histonemod

4、ifications)是指组蛋白的基础氨基末端尾部突出于核小体，常在转录后发生变化。主要包括组蛋白甲基化、乙酰化与去乙酰化、泛素化、磷酸化和ADP核糖基化等。其中甲基化是组蛋白重要的修饰方式，多发生于组蛋白H3、H4的赖氨酸(K)和精氨酸(A)残基上，组蛋白赖氨酸甲基化既可以导致激活，也可以导致抑制，通常取决于它所位于的残基情况。有染色质免疫沉淀分析证明，H3Lys9的甲基化与失活基因的启动子有关，而Lys4的甲基化则与x染色体的活性基因有关。这表明H3氨基末端不同位点的甲基化分别与基因的失活与激活相关。非编码RNA在基因表达中发挥重要作用，按照它们的大小可分为长

5、链非编码RNA和短链非编码RNA。短链RNA在基因组水平对基因表达进行调控，其可介导mRNA的降解，诱导染色质结构的改变，决定着细胞的分化命运，还对外源的核酸有降解作用以保护本身的基因组。在miRNA的研究成熟后，研究者将目光转向长链非编码RNA，发现其在基因簇以至于整个染色体水平发挥重要的顺式调节作用。本文将重点综述长链非编码RNA在表观遗传学中的调控机制及其作用。1长非编码RNA的简介在某些特定情况下的细胞中，哺乳动物的常染色体中几乎每一对核苷酸对都会发生转录现象。能够稳定存在的转录产物中信使RNA(messengerRNA,mRNA)不超过2%，其余绝大部分

6、为非编码RNA。其中长度大于200bp的非编码RNA即为长链非编码RNA(longnoncodingRNA,lncRNA)，在人体内，lncRNA在数量上占全部非编码RNA转录的大部分。精彩文档实用标准文案lncRNA起初被认为是基因组转录的“噪音”，是RNA聚合酶Ⅱ转录的副产物，不具有生物学功能。近年来研究表明，lncRNA参与了X染色体的沉默，基因组印记，染色体修饰，转录激活，转录干扰及核内运输等多种重要调控过程，这些调控作用已经广泛引起人们的关注。根据传统的遗传学研究方法“基因-mRNA-蛋白质-功能”这个策略以及传统的研究技术手段，长链非编码RNA很难被发

7、现，即使偶然被发现，也会因为此区域不编码蛋白质，而被忽略。lncRNA的发现主要归功于基因组和基因芯片等高新技术的研究，通过基因组测序，发现一些基因编码RNA，但这些RNA并不翻译成为蛋白质，其实就是非编码RNA。此外，目前的基因芯片可以高密度检测所有的RNA，发现了更多被遗漏的非编码RNA，其中长链非编码RNA占了大部分。2lncRNA的生物学特性2.1缺乏长的进化保守的开放阅读框lncRNA与mRNA有很多相似的特点和重叠的区域,因为基因组中所谓的转录热点常常既转录mRNA，也转录lncRNA，蛋白质编码基因两条链中的任意一条都可能转录lncRNA。而同一个蛋

8、白质编码基