后基因组时代的环形RNA研究

<正>经典的分子生物学中心法则认为,遗传信息(基因)通过转录从DNA传递到RNA,再通过翻译从RNA传递到蛋白质;在此过程中,RNA是遗传信息从DNA传递到蛋白质的中间体[1]。然而,从上个世纪70~80年代起的研究发现,遗传信息的传递在RNA水平也存在着广泛而又复杂的调控作用[2-3]。生命起源的RNA世界假说[4]和全转录组RNA表达分析结果[5]都显示基因表达在RNA水平存在着更复杂而又精细的调控作用(RNA complexity),而且这种调控作用具     

RNA的生物合成

基因表达的过程,就是遗传信息流从其贮存的位点(通常是双链DNA)转移到其作用的位点(通常是一个蛋白质或酶)的历程,这其间必定要经历一个遗传信息从DNA转抄到RNA上的步骤。因此以DNA为模板合成RNA的过程,即DNA转录,或RNA的生物合成是基因表达的     

RNA组学：后基因组时代的科学前沿

历史表明,每当DNA研究取得重大突破后,都会出现一个RNA研究的高潮.1953年DNA双螺旋结构的解析掀起了在RNA转录和翻译水平解读遗传信息的高潮,导致mRNA,tRNA和rRNA的发现以及遗传密码和“中心法则”的建立.1977年分裂基因（split gene）的发现极大地促进了在RNA转录后加工水平解读遗传信息表达的过程及机制．     

RNA编辑功能和RNA干扰

RNA编辑被认为是生命体一种新的基因加工与修饰现象,是指DNA转录成RNA后除RNA剪切外的其他加工过程,以核苷酸的删除、插入或替换等方式改变遗传信息,揭示生物进化过程中基因修饰和调控的另一个重要途径,是对中心法则的重要补充.而RNAi是一种由dsRNA介导的,在转录水平、转录后水平和翻译水平上阻断基因表达的基因调节途径.着重介绍 RNA编辑功能、RNA编辑与RNA干扰关系.     

新生RNA的命运决定与调控

遗传信息表达是所有生命的物质基础。遗传信息需要从基因组DNA转录生成mRNA,进而翻译为蛋白质发挥生物学功能。新生RNA选择性出核与降解是遗传信息精准传递的重要保证。本文主要介绍了新生RNA出核与降解的分选机制、时空特性、调控模式以及mRNA出核与加工的复杂关联等方向的研究进展。     

三十年磨一剑———2006年诺贝尔化学奖得主Roger Kornberg关于真核基因转录机制的研究

2006年的诺贝尔化学奖授予了美国斯坦福大学的科恩伯格（Roger D．Komberg）教授,以表彰他在真核基因转录的分子机制研究方面做出的卓越贡献。在细胞中,DNA的复制、RNA的转录和蛋白质的翻译是生命活动的核心过程。因此,研究遗传信息如何从DNA到RNA再到蛋白质的传递过程一直是分子生物学研究的核心课题。科恩伯格的工作则在分子水平上向我们展示了RNA聚合酶Ⅱ（RNA polymerase Ⅱ）及各种蛋白因子在DNA模板上合成作为蛋白质合成模板的信使RNA（mRNA）的过程,为在转录水平阐明真核基因的表达调控奠定了分子结构基础。     

转录 反转录

有机体的遗传信息一般都编码在由缠绕成双螺旋的两条长链所组成的脱氧核糖核酸(DNA)分子上,由四个码编成,这四个码是不同的化学单位,叫做碱基。在正常细胞中要合成某种蛋白质,遗传信息是以DNA为模板,根据碱基互补的原则合成与它对应的单链分子核糖核酸(RNA),然后再从RNA链译成特定的蛋白质分子。即由DNA→RNA→蛋白质。由DNA→RNA称为“转录”,由RNA→蛋白质称为“翻译”。反转录是遗传信息以RNA为模板合成DNA,即同上述信息的转移从DNA→RNA这一经典过程相反,因此称“反转录”。例如,在RNA肉瘤病毒进入机体后,通过依赖于病毒RNA的DNA多聚酶,以病毒RNA为模板合成DNA,然后再以DNA     

RNA翻译的复杂性：不翻译、部分翻译、从头翻译及过度翻译

经典分子生物学的中心法则描述了遗传信息的传递方向.中心法则认为RNA只有通过翻译产生蛋白质才在生命活动中发挥功能.但是随着分子生物学的发展,很多RNA其本身就可以承担生命学功能.而且RNA的形式也不仅仅只有线性这一种.本文总结了RNA转录后命运的4种形式:不翻译、部分翻译、从头翻译和过度翻译.RNA命运的多样性使得对于翻译的理解比经典的中心法则规定的内容将更加丰富、复杂.充分了解RNA转录后的命运,对以后研究RNA的功能提出了更高的要求,也为我们真正而全面地了解RNA的功能提供了可能.     

RNA研究技术新时代

正RNA是既可携带遗传信息又可发挥催化功能的生物大分子,被认为是生命起源的最初分子形式。从病毒颗粒到各种动植物细胞,形态、功能和大小各异的RNA分子均在复制、转录以及翻译等遗传信息表达的过程中发挥不可或缺的调控作用,构成了生命活动的物质基础。近十年来,海量非编码RNA的发现、大量RNA化学修饰的鉴定,为我们揭示了一个异常复杂的"现代RNA世界",一系列新规律、新理论和新方法的涌现使得RNA研究已然成为生命科学发展的最前沿。     

三十年磨一剑——2006年诺贝尔化学奖得主Roger Kornberg关于真核基因转录机制的研究

2006年的诺贝尔化学奖授予了美国斯坦福大学的科恩伯格(Roger D.Kornberg)教授,以表彰他在真核基因转录的分子机制研究方面做出的卓越贡献。在细胞中,DNA的复制、RNA的转录和蛋白质的翻译是生命活动的核心过程。因此,研究遗传信息如何从DNA到RNA再到蛋白质的传递过程一直是分子     

DNA复制和表达过程中的“水”

遗传信息的传递和表达主要指DNA复制、RNA转录和蛋白质翻译,属小分子单体物聚合成大分子物的过程。以文献、资料为依据,发现主要由DNA聚合酶、DNA连接酶和RNA聚合酶参与的DNA新链合成过程,由RNA聚合酶催化的RNA链延伸过程,以及由氨酰-tRNA酶、转肽酶等参与的肽链形成过程中均没有水的形成。     

RNA分子的生物学功能

RNA是一些病毒的遗传物质,能复制和突变;RNA是DNA与蛋白质之间的桥梁,具有编码、翻译和拓展遗传信息的功能;RNA逆转录产生cDNA,在基因组形成中起关键作用。RNA具催化活性,可以催化mRNA的剪接,DNA和RNA的水解、连接,RNA聚合,RNA的磷酸化等多种生化过程;某些微小RNA的时序表达,在个体发育中有重要调节作用;由双链RNA介导的转录后基因沉默对生物体抵御外来遗传元件RNA有重要作用。     

非编码蛋白RNA的遗传调控

大规模cDNA文库的测序和Tiling基因芯片研究结果表明, 人类基因组中大约50%的DNA可以转录为RNA, 其中只有2%能够翻译蛋白质(即mRNA), 其余98%为非编码蛋白RNAs(ncRNAs). 最近研究初步显示, 这些ncRNAs可以通过多种遗传机理调控DNA的结构、RNA的表达及蛋白质的翻译和功能, 进而在细胞、组织或个体水平上影响生物体的正常生长发育. 迄今, 人们仍对这占转录RNA 95%以上的ncRNA的功能了解甚少, 但弄清这些ncRNAs在遗传信息传递过程中的作用机理和个体发育过程中的生物功能, 是揭示生命奥妙不可缺少的环节. 为促进当今生命科学中这个最活跃研究领域的进展, 特综述ncRNA的历史和现状、作用机理及功能、发现和鉴定方法, 以及功能研究手段和应用理论、方法与实例.     

基于CRISPR基因文库筛选前列腺癌中的RNA结合蛋白及其功能性研究

<正>RNA在细胞生命活动中发挥着重要作用,既能作为遗传信息的传递者,又能作为重要的结构和功能性分子,参与RNA转录、蛋白质翻译、基因表达调控等生物学进程。RNA一经转录,通常就会和多种特异性的RNA结合蛋白相结合,其命运和功能受到后者的严密调控。因此,RNA结合蛋白对于RNA     

在动态过程中巧判遗传信息读取的方向

基因表达时遗传信息的读取有确定的方向,从而决定密码子读码及氨基酸排序。在转录和翻译的立体动态过程中,分析相关物质或结构的动态变化,包括RNA聚合酶移动、mRNA释放、起始密码方向、核糖体移动、tRNA进位、肽链合成、反密码子方向和反义RNA结合点等,可巧妙判定方向。     

分子生物学中的中心法则

中心法则是现代分子生物学的理论核心之一,因为他说明了核酸与蛋白质的关系,概括了遗传信息的复制、转录和翻译;而遗传信息的复制,转录和翻译又是最重要的生命活动,机体的所有其他过程都是建立在这个基础上的。遗传信息的复制所谓复制(或自我复制),实际上就是指遗传物质DNA(脱氧核糖核酸)的合成,它本质上是一个化学过程。不过,DNA的合成与普通化学反应不同,它可以用A+B→A+A来表达。即分子A能以比较简单的物质B为原料,产生同自身一样的拷贝(或复     

拟南芥EBP1蛋白与RNA相互作用的初步研究

基因表达调控是现代分子生物学研究的热点话题,随着研究手段的不断成熟,其RNA转录后调控已成为备受关注的领域。RNA结合蛋白(RBPs)是转录后调控的关键因子,参与RNA可变剪切、RNA稳定、翻译等多个过程的调控。ErbB3绑定蛋白(EBP1)是结构功能高度保守的RNA结合蛋白,可与rRNA、tRNA、mRNA等多种RNA结合,参与调控核糖体生物生成、蛋白质翻译多个过程,但目前已报道的靶RNA甚少,对靶RNA的作用机制目前仍不清楚。通过生物信息学分析发现拟南芥EBP1结合RNA的保守结构域,并在体外可直接结合"GUCUCUCACUGCGACGGCUU"序列;通过RNA免疫共沉淀实验找到了3个靶mRNA(AT1G24792、AT3G25211、AT3G24320);结合核糖体提取及虫草素处理实验发现EBP1可显著调控特定靶mRNA的稳定性及其翻译速率。研究结果不仅证实拟南芥EBP1具有结合RNA的功能,还显示其参与调控靶RNA的转录后事件,为进一步研究EBP1在转录后调控的生物学机制奠定基础。     

蛋白质合成中的核糖核酸蛋白质复合物

细胞中的RNA和RNA结合蛋白质(RNA-binding proteins,RBPs)相互作用形成核糖核酸蛋白质(ribonucleoprotein,RNP)复合物。RNP复合物分布广泛,功能众多。蛋白质生物合成包括转录及其调控、mRNA加工转运、tRNA传递、翻译及其调控等,是核酸编码的遗传信息流向活性蛋白质的过程。多种RNA分子参与这一过程,有的与对应的RNA结合蛋白质形成RNP复合物。RNP复合物的多样性和重要功能在此得到了最好的体现。该文以其中起核心作用的RNA分子为主线,对蛋白质合成中的RNP复合物进行了综述。     

tRNA的结构、功能及合成简介

DNA是遗传的物质基础.DNA分子中由4种碱基组成的不同的核苷酸的排列顺序携带着不同的遗传信息.DNA分子所储存的遗传信息,必须通过转录传递给信使RNA分子(mRNA),才能到达蛋白质合成的场所--核糖体.然后合成蛋白质的酶系再把mRNA所带来的信息翻译成蛋白质.     

逆转录现象的发现及其意义

现代遗传学已经证明,I）NA是生物遗传的主要物质基础。生物体的遗传特征是以遗传密码的形式编码在＊＊A分子上,表现为特定的核音酸排列顺序,并且通过DNA的复制,把遗传信息由亲代传递给予代。在后代的个体发育中,遗传信息由DNA转录给RNA,然后通过mRNA翻译合成特异的蛋白质以执行各种生命功能,从而使后代表现出与亲代相似的遗传性状。这就是本世纪SO年代末所确定的蛋白质合成的“中心法则”。“中心法则”确定后,人们发现并不是所有RNA都是在DNA模板上复制的。许多病毒并没有DNA,只有单链的RNA作为遗传物质。当这些病毒…