siRNA和RNAi概述

siRNA和RNAi概述
1 前言
　　RNA是生物體內(nèi)zui重要的物質(zhì)基礎之一，它與DNA和蛋白質(zhì)一起構成生命的框架。但長久以來，RNA分子一直被認為是小角色。它從DNA那兒獲得自己的順序，然后將遺傳信息轉化成蛋白質(zhì)。然而，一系列發(fā)現(xiàn)表明——這些小分子RNA事實上操縱著許多細胞功能。它可通過互補序列的結合反作用于DNA，從而關閉或調(diào)節(jié)基因的表達。甚至某些小分子RNA可以通過指導基因的開關來調(diào)控細胞的發(fā)育時鐘。
2 綜述
2.1 研究歷史與發(fā)展前景
2.1.1 定義
siRNA和RNAi概述
　　雙鏈RNA對基因表達的阻斷作用被稱為RNA干預（RNA interference, RNAi ）雙鏈RNA經(jīng)酶切后會形成很多小片段，稱為siRNA，這些小片段一旦與信使RNA（mRNA）中的同源序列互補結合，會導致mRNA失去功能，即不能翻譯產(chǎn)生蛋白質(zhì)，也就是使基因“沉默”了。
2.1.2 研究歷史
　　RNAi現(xiàn)象早在1993年就有報道： 將產(chǎn)生紫色素的基因轉入開紫花的矮牽牛中，希望得到紫色更深的花，可是事與愿違，非但沒有加深紫色，反而成了白色。當時認為這是矮牽牛本來有的紫色素基因和轉入的外來紫色素基因都失去了功能，稱這種現(xiàn)象是“共抑制”。1995年，康奈爾大學的Su Guo博士用反義RNA阻斷線蟲基因表達的試驗中發(fā)現(xiàn)，反義RNA（anti sense RNA和正義RNA（sense RNA）都阻斷了基因的表達，他們對這個結果百思不得其解。直到1998年，Andrew Fire的研究證明，在正義RNA阻斷了基因表達的試驗中，真正起作用的是雙鏈RNA。這些雙鏈RNA是體外轉錄正義RNA時生成的。于是提出了RNAi這個詞。
2.1.3 作用機理
　siRNA和RNAi概述
　目前RNAi的作用機理主要是在線蟲，果蠅，斑馬魚等生物體內(nèi)闡明的。生物體內(nèi)的雙鏈RNA可來自于RNA病毒感染，轉座子的轉錄產(chǎn)物，外源導入的基因。這些來源的雙鏈RNA誘發(fā)了細胞內(nèi)的RNAi機制，結果是病毒被清除，轉座子的表達被阻斷，外源導入基因表達被阻斷同時，與其同源的細胞基因組中的基因表達也被阻斷。
　　雙鏈RNA進入細胞后，一方面在Dicer酶的作用下被裂解成siRNA，另一方面在RdRP（以RNA為模板指導RNA合成的聚合酶，RNA-directed RNA polymerase）的作用下自身擴增后，再被Dicer酶裂解成siRNA。SiRNA的雙鏈解開變成單鏈，并和某些蛋白形成復合物，Argonaute2是目前*已知的參與復合物形成的蛋白。此復合物同與siRNA互補的mRNA結合，使mRNA被RNA酶裂解。
　　
另一方面結合的產(chǎn)物以SiRNA作為引物，以mRNA為模板，在RdRP作用下合成出mRNA的互補鏈。結果mRNA也變成了雙鏈RNA，它在Dicer酶的作用下也被裂解成siRNA。這些新生成的siRNA也具有誘發(fā)RNAi的作用，通過這個聚合酶鏈式反應，細胞內(nèi)的siRNA大大增加，顯著增加了對基因表達的抑制。從21到23個核苷酸的siRNA到幾百個核苷酸的雙鏈RNA都能誘發(fā)RNAi，但長的雙鏈RNA阻斷基因表達的效果明顯強于短的雙鏈RNA。
　　
siRNA還能夠通過某種不太明了的機制*地關閉或者刪除DNA片斷，以在非常大的程度上控制染色質(zhì)的形成，而不是僅僅暫時地抑制它們的活動。
　　動植物和人體的病原體中有一些是RNA病毒，如導致艾滋病的HIV和SARS的冠狀病毒都是RNA病毒。有些RNA病毒在復制過程的一定階段中會產(chǎn)生雙鏈RNA。如果宿主體內(nèi)有分解這種雙鏈RNA的酶，就可將雙鏈RNA降解。