RNA分子生物学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：1、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antisense RNAs。2、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184n...
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：1、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antisense RNAs。2、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184nt的ncRNA，与Eσ70形成复合体降低σ70与RNAP联结的稳定性。 SsrS编码产生一个14-20nt的长RNA（ pRNA），然后使Eσ70–SsrS–pRNA 复合体解离。
在细菌的指数增长阶段Eσ70能与mRNA结合从而促进蛋白质的合成，同时SsrS RNA也增加；然后与Eσ70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，Eσ70进入下一个循环。
总之：ncRNA SsrS编码本身的调控ncRNA-pRNA，来调节Eσ70依赖性的翻译水平，通过与Eσ70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ncRNA RyhB (90 nt)）基因。 RyhB可以间接地调控铁离子（增加）,并且RyhB也可以调控fur mRNA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（EnvZ-OmpR ,CpxA-CpxR）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。
1、 IstR-TisB 模式：istR-1基因编码产生ncRNA-IstR-1,然后与编码产生毒素-TisB的mRNA-tisB结合形成二倍体，最后被降解从而抑制TisB的合成。
2、 SymR-SymE 模式：symR编码产生ncRNA-SymR，它与mRNA-symE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。
3、 ratA-txpA 模式：ratA和txpA分别编码222 nt的 ncRNA, RatA；59 aa 的细胞溶解毒性蛋白质，TxpA。 RatA和txpA mRNA的3’末端有75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。txpA-ratA 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。
4、 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ColE1的重组分离过程中，Rcd ncRNA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、 ncRNA/mRNA相互作用特征的研究
1、 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。
2、 调控蛋白质的合成：促进、抑制
① 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。
② 翻译的促进：ncRNA促进翻译的例子非常少，它通常与mRNA的5’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：DsrA- and RprA/rpoS,RyhB/shiA, RNAIII/α-hla) 。
3、 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：5`UTR、编码区、3`UTR；5`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3`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HF-I，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102个氨基酸组成，相对分子质量是11.2×103，而金黄色葡萄球菌中的Hfq蛋白长度为77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Hfq—ncRNA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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