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RNA分子生物学.doc

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上传者: 于可洁 2017-09-19 评分 5 0 191 26 870 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《RNA分子生物学doc》,可适用于自然科学领域,主题内容包含RNA分子生物学综述主题:细菌非编码RNA功能相关研究一、简介:ncRNAs介导的调节效应细菌中ncRNAs发挥调控作用主要是通过与mRNA或蛋白质符等。

RNA分子生物学综述主题:细菌非编码RNA功能相关研究一、简介:ncRNAs介导的调节效应细菌中ncRNAs发挥调控作用主要是通过与mRNA或蛋白质结合来起作用。这种相互作用主要有以下两种模式:、ncRNAs与mRNAs通过碱基配对形成RNA二倍体然后改变其转录效率或稳定性,从而调控mRNA的表达水平这类NRA叫antisenseRNAs。、ncRNAs与蛋白质结合然后改变其活性最后调控细菌的生命活动。二、转录水平调控大肠杆菌的SsrS是ncRNA调控转录的典例:SsrS是一个nt的ncRNA与Eσ形成复合体降低σ与RNAP联结的稳定性。SsrS编码产生一个nt的长RNA(pRNA)然后使Eσ–SsrS–pRNA复合体解离。在细菌的指数增长阶段Eσ能与mRNA结合从而促进蛋白质的合成同时SsrSRNA也增加然后与Eσ结合使其只能与对SsrS不敏感的启动子结合从而使细菌增长进入稳定阶段NTPs也随之提高促发SsrS转录生成pRNA使二倍体解离并且SsrS和pRNA被降解Eσ进入下一个循环。总之:ncRNASsrS编码本身的调控ncRNApRNA来调节Eσ依赖性的翻译水平通过与Eσ竞争性的与RNAP结合来实现间接影响基因的表达水平。三、铁离子含量的调控铁离子对大多数的生物体来说都是必要的因为它是许多参与生命活动的关键酶的辅因子。但是当有氧存在时它是有害的所以细胞内铁离子的水平必要严格控制确保生理上的需要和避免损害。细菌中是通过调控翻译参与铁离子运输和存储的蛋白质及铁离子依赖性酶基因的表达来调节铁离子的水平。Fur(铁摄取调节子)是主要的转录抑制子控制铁离子的代谢和其作为辅因子的使用。  大肠杆菌中Fur调控机制依赖ryhB(编码ncRNARyhB(nt))基因。RyhB可以间接地调控铁离子(增加),并且RyhB也可以调控furmRNA的表达。当铁离子含量较高时Fur抑制ryhB基因的表达促进含铁蛋白质的合成。铁离子含量降低后RyhB抑制含铁蛋白的表达从而间接提高了铁离子的含量。  RyhB通过与fur的共转录与共翻译mRNA,uof的TIR区域结合阻止双顺反子的转录从而调控了Fur的水平间接提高了铁离子的含量。四、膜蛋白的调控细菌的外膜给它提供了结构的完整性机械屏障:保护它免受内部膨胀压的影响选择性屏障:负责细胞质与外部环境的物质交换。OMPs(膜外蛋白)是细菌的选择性受体在相互调控网络的作用下它的数量和性质会随时改变以适应环境变化。在这些调控网络中二倍体(EnvZOmpR,CpxACpxR)和转录起始因子σE是主要的因素它们调控着许多编码膜蛋白基因的表达比如:OMPs五、毒素与抗毒素的调控细菌中的TA模式由编码毒素的基因和编码抗毒素(蛋白质或ncRNA)基因组成主要介绍四种主要的模式。、IstRTisB模式:istR基因编码产生ncRNAIstR,然后与编码产生毒素TisB的mRNAtisB结合形成二倍体最后被降解从而抑制TisB的合成。、SymRSymE模式:symR编码产生ncRNASymR它与mRNAsymE结合后抑制SymE毒素的合成从而调控细菌中毒素的水平保护其基本的生理活性。、ratAtxpA模式:ratA和txpA分别编码nt的ncRNA,RatAaa的细胞溶解毒性蛋白质TxpA。RatA和txpAmRNA的’末端有个nt的重叠区使得它们之间形成二聚物抑制TxpA蛋白的产生并且不需要Hfq的参与然后进行降解。txpAratA模型存在于枯草杆菌的skin区域并且能够阻止未成熟细胞进行分化。、Rcd模式:Rcd是大肠杆菌中特殊的ncRNA:它由质粒编码产生而不是染色体它不属于前面介绍的任何一种TA模式它作为一种毒素而不是抗毒素。在质粒ColE的重组分离过程中RcdncRNA被位于cer位点的启动子转录。Rcd与宿主酶TnaA结合增强它对色氨酸的亲和力导致胞内吲哚的暴升并最终阻碍细胞分离使质粒降解。六、ncRNAmRNA相互作用特征的研究、目前大多数ncRNA都是通达与mRNA互补配对来调控其表达并且它们之间的相互作用是非常高效的因为mRNA中只有少数的核苷酸会被ncRNA利用来形成二倍体。、调控蛋白质的合成:促进、抑制翻译的抑制:ncRNA通常与mRNA中靠近SD或TIR区域的序列配对然后阻止核糖体与mRNA的结合并且通常发生在初始mRNA上。翻译的促进:ncRNA促进翻译的例子非常少它通常与mRNA的’UTR中TIR上游的区域配对其结构改变后使SD序列能与核糖体结合(如:DsrAandRprArpoS,RyhBshiA,RNAIIIαhla)。、ncRNAs与mRNA结合区域的特征及产生的效果:ncRNAs与mRNA的结合区域有三种:`UTR、编码区、`UTR`UTR又分为TIR区或非TIR区域。其中非TIR区域因为远离TIR的SD序列并且能够与mRNA中原本与SD序列配对的序列结合从而能够促进mRNA的表达通常与TIR或编码区相结合的效应都是抑制mRNA的表达。与`UTR区域结合经常会使它们的末端相互配对从而提高或降低mRNA的稳定性达到调控的目的。七、Hfq伴侣蛋白:ncRNA的重要媒介Hfq又叫HFI是一种热稳定蛋白由hfq基因编码其大小在各个菌种中有所不同如大肠杆菌中的Hfq蛋白由个氨基酸组成相对分子质量是而金黄色葡萄球菌中的Hfq蛋白长度为个氨基酸Hfq与RNA的相互作用对于多种调控机制来说是至关重要的。作为细菌RNA结合蛋白Sm家族的一员Hfq对于许多通过与靶mRNA配对来发挥调控作用的ncRNA是必须的。Hfq是一种高度保守的六环蛋白存在于多种细菌中无论是序列还是结构分析都发现它与真核生物的Sm蛋白同源。Hfq在维持ncRNA稳定性和协助ncRNA与靶RNA结合上均有重要作用,Hfq可保护许多sRNA不被核酸内切酶降解。Hfq结合ncRNA改变了ncRNA的结构暴露了ncRNA中与靶标配对的序列从而增加了配对效率。Hfq与ncRNA结合机制: 从结构上看Hfq能够结合多个RNA分子与ncRNA的U富集区域相结合识别蛋白质N端的类Sml基序。在HfqncRNA复合物中RNA以闭合的环形方式结合到Hfq六聚物的孔隙中。

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