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轉(zhuǎn)錄組背景知識(一)——非編碼RNA的分類

RNA按照能否編碼蛋白可分為:編碼蛋白的RNA非編碼RNA。(百度百科:RNA可根據(jù)結(jié)構(gòu)和功能的不同分為信使RNA和非編碼RNA。)

我們之前高中階段學(xué)到的信使RNA(mRNA)、轉(zhuǎn)運RNA(tRNA)和核糖體RNA(rRNA)三種RNA僅為在蛋白質(zhì)的合成過程中起著明顯作用的RNA。其中mRNA便是編碼蛋白的RNA,tRNA和rRNA便是非編碼RNA。然而還有許多非編碼RNA也有重要作用并未被確證并寫進高中課本中,如今天提及的非編碼RNA。

非編碼RNA又可以分為結(jié)構(gòu)性的ncRNA以及調(diào)控性的ncRNA。

對于結(jié)構(gòu)性的ncRNA。就是常規(guī)參與到整個常規(guī)的翻譯過程當中,屬于正常的過程,包括tRNA和rRNA。

目前研究的主要關(guān)注點還是在于調(diào)控性的ncRNA,按照核苷酸鏈的長度可以將調(diào)控性的非編碼RNA分為小、中和長非編碼RNA。

小非編碼RNA:miRNA,piRNA,siRNA,cisRNA,telsRNA被認為是短的非編碼RNA,大小在20-50個核苷酸之間。

  • miRNA(microRNA):是一個長度差不多22nt的核苷酸序列。它的主要功能是通過在轉(zhuǎn)錄過程中通過堿基互補配對來降低mRNA的表達。研究熱點!

  • piRNA(PIWI-inteeracting RNA):是一種長25-33nt的ncRNA。piRNA通過與piwi亞家族Argonaute蛋白質(zhì)形成RNA-蛋白質(zhì)復(fù)合物而發(fā)揮作用。這些piRNA復(fù)合體轉(zhuǎn)錄后調(diào)控以及表觀遺傳調(diào)控。研究熱點!

  • 小干擾RNA(siRNA):主要參與RNA的沉默。在基礎(chǔ)實驗當中,通過構(gòu)建某一個基因互補的siRNA,達到敲低基因表達的作用。不過隨著CRISPR的出現(xiàn),好多基礎(chǔ)使用都有CRISPR來替代了siRNA的干擾了。熱度下降!

  • crasiRNA 和 telsRNAs:相關(guān)的研究挺少的。crasiRNA是一類著絲點相互作用的ncRNA。而telsRNA則是和端粒存在相互作用的RNA。研究較少!

中等長度非編碼RNA:snoRNA,tiRNA,snRNA,scRNA,PROMPTs等被歸類為中等長度的非編碼RNA,大小在50-200個核苷酸之間。

  • 核仁RNA(small nucleolar RNA, snoRNA):是一類小RNA分子,主要指導(dǎo)其他RNA(核糖體RNA,轉(zhuǎn)移RNA和小核RNA)的化學(xué)修飾。snoRNA主要分為兩類,與甲基化相關(guān)的C / D盒snoRNA和與偽尿苷化相關(guān)的H / ACA盒snoRNA。研究熱度一般!

  • 小核RNA(small nuclear RNA, snRNA):是一類小RNA分子,它們被RNA聚合酶II或RNA聚合酶III轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的。它們的主要功能是處理細胞核中的信使前RNA(hnRNA)。研究不溫不火!

  • 小細胞質(zhì)RNA(small cytoplasmic RNA, scRNA):位于細胞質(zhì)當中的一類小RNA。研究較少!

  • 啟動子上游轉(zhuǎn)錄物(Promoter upstream transcripts, PROMPTs):是一類由反向鏈沿雙向轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的長度不一的非編碼RNA。大多數(shù)的PROMPTs在產(chǎn)生之后就迅速被降解,但是有某些PROMPT的表達在應(yīng)激條件下會發(fā)生變化。研究較少!

長鏈非編碼RNA:一類具有最大調(diào)控效力且包含200個以上核苷酸的RNA被分類為長非編碼RNA。

  • lncRNA(long non-coding RNA):其功能的復(fù)雜性以及形式的多樣性。研究熱點!

其他RNA:

  • circRNA:我們通常研究的基因都是線性結(jié)構(gòu)的,基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯都是從5'-3'的方向進行的。與線性RNA不同,環(huán)狀RNA(circRNA)形成一個共價閉合的連續(xù)環(huán)。在環(huán)狀RNA中,通常存在于RNA分子中的3'和5'末端已連接在一起的情況。對于circRNA而言,有一部分是存在編碼蛋白的功能的,但是有一些也是非編碼的,其形式基因調(diào)節(jié)功能。研究熱點!

  • tRNA衍生片段(tRNA-derived fragments, tRFs):是由tRNA降解形成的成一些非編碼的小片段。這類片段也會發(fā)揮出和其他ncRNA一樣的調(diào)節(jié)功能。逐年遞增,但未像lncRNA井噴增長!

lncRNA和miRNA是研究熱點,發(fā)表文章較多!其他的相對來說還是少一些。相對來說比較新一些的類似circRNA, tRFs以及piRNA文章發(fā)表相對來說還算少,且也是近十年剛剛開始研究的。

1.ncRNA分類及文章發(fā)表統(tǒng)計-- 醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫百科

2.Dahariya S, Paddibhatla I, Kumar S, Raghuwanshi S, Pallepati A, Gutti RK. Long non-coding RNA: Classification, biogenesis and functions in blood cells. Mol Immunol. 2019 Aug;112:82-92. doi: 10.1016/j.molimm.2019.04.011. Epub 2019 May 9. PMID: 31079005.

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