【1.1.5】非编码RNA种类与功能简介

January 25, 2022 genetalks 阅读量：次

人类基因组被广泛转录，近 75% 的DNA 序列被转录成 RNA。然而，只有不到 2% 的基因组编码蛋白质。先前的研究表明，一般来说，真核生物越复杂，它们拥有的非编码 RNA (ncRNA) 的数量就越多。这表明 ncRNA 在真核生物复杂性的进化中发挥着举足轻重的作用，并且是转录组不可或缺的组成部分。根据长度，ncRNA 主要分为两大类：小 ncRNA 和长非编码 RNA (lncRNA)。

小 ncRNA 包括microRNA(miRNA)、PIWI 相互作用的 RNA (pi-RNA)、小核 RNA (snRNA)、小核仁 RNA (snoRNA) 和其他类别的小调节 RNA。
LncRNA 目前被定义为大于 200个核苷酸且没有明显开放阅读框(ORF) 的转录本。

随着研究的继续，由于更深入、更灵敏的RNA 测序技术，lncRNA 的数量不断增加。这种爆炸式的成绩单越来越引起研究人员的注意。尽管记录在案的 lncRNA 越来越多，但仍有关于 lncRNA 的细节未被发现。研究表明，一些带注释的 lncRNA 转而编码小肽。例如，一种名为肌调节蛋白的微肽对肌肉性能至关重要，它是由推定的lncRNA编码的。此外，lncRNA LINC00961 编码 SPAR 多肽，该多肽参与 mTORC1 通路调节和肌肉再生。因此，在这些隐藏肽的帮助下，lncRNAs 可以更精细地调节特定的生物过程。

尽管 lncRNA 的表达水平低于蛋白质编码基因，但它们往往更具细胞类型特异性。究表明，lncRNA 仅限于在精确的发育和细胞环境中转录，表明它们可能充当细胞命运的“微调器”。此外，据报道lncRNA参与了多个重要的生物学过程，包括基因组印记、剂量补偿、多能性、细胞分化等病理过程。例如 lncRNA Xist在X 染色体失活中 , Kcnq1ot1在基因组印记中 , Evf2在神经细胞命运测定中 , linc-MD1在肌肉分化中 , MALAT1在糖尿病中和癌症。

虽然大多数特征明确的 lncRNA 具有 5' 帽结构和 3' 多聚（A）尾，但研究揭示了新的形式：这种非多聚腺苷酸化的 lncRNA 由RNA 聚合酶 III转录，或通过RNase P切割产生成熟的3’端，或在两端被snoRNP复合物封端，或通过形成环状结构。由于结构的多样性，lncRNA 参与多种调控的方式非常丰富。迄今为止的证据表明，lncRNA 主要通过与 RNA、DNA 或蛋白质相互作用而发挥作用。在细胞质中，lncRNA可以与蛋白质或RNA结合：它们可以充当“miRNA海绵”，诱骗特定的miRNA，导致miRNA失活；此外，由于它们的结构灵活性，它们可以作为支架，束缚蛋白质形成复合物。在细胞核中，lncRNA 与蛋白质合作以顺式或反式调节染色质状态,它们还通过 RNA-DNA 相互作用将蛋白质引导至特定的基因组位点。因此，lncRNA 可以调节多种细胞环境，包括染色质重塑、转录、前 mRNA 剪接和RNA 稳定性。

非编码RNA (noncoding RNA, ncRNA)是指没有编码蛋白质功能的所有ＲＮＡ，缺乏开放阅读框，常由编码蛋白质的基因反义转录而来，一般用同义词小RNA（small RNA,sRNA）表示。转录非编码RNA的DNA序列叫RNA基因或非编码RNA基因。