RNA可变剪接的表观遗传学机制
LncRNA的结构、功能及其作用机制研究综述-生物化学论文-生物学论文
LncRNA的结构、功能及其作用机制研究综述-生物化学论文-生物学论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——研究发现，在哺乳动物基因组中，只有不到2%的转录产物具有蛋白编码功能，其余98% 均为非编码RNA （noncoding RNA,ncRNA）[1,2]. 根据核苷酸序列的长度，ncRNA 可分为短链ncRNA （short/small ncRNA）和长链LncRNA（long ncRNA）,二者之间并没有特别严格的界限，仅以ncRNA 核苷酸序列的长度来区分，一般将长度大于200 核苷酸ncRNA定义为LncRNA[3.7]. 根据核苷酸序列长度定义LncRNA 虽已得到了普遍的公认，但缺乏严谨性[8],已有报道证实，有些LncRNA 的长度就小于200 个核苷酸[9]. LncRNA 分布广泛，在动物[10,11]、植物[12]、酵母[13]甚至病毒[4]中均发现有LncRNA 存在，其功能几乎涉及到生物体生理及病理的全部生物学过程，既能调节细胞的增殖、分化及代谢等生理过程，也参与调节机体的各种病理过程，如癌症、糖尿病、免疫病、阿尔茨海默病等[14,15,32 ,41]. 本文对近年来有关LncRNA 的结构、功能及其作用机制的研究进展进行综述。
1 LncRNA 的分子结构尽管在过去20 多年里，也有关于LncRNA 的一些报道，但高通量测序技术的发展才使得从基因水平研究LncRNA 成为可能[15]. 为了更深入地展开LncRNA 相关研究，了解其功能及作用机制，科学家们根据LncRNA 在基因组中所处的位置及背景，将LncRNA 分为基因间LncRNA （intergenic LncRNA）和内含子LncRNA （intronic LncRNA）以及正义LncRNA （sense LncRNA）和反义LncRNA （antisenseLncRNA）等4 种类型[4],也有人将LncRNA 分为5类，即正义、反义、双向、基因内LncRNA 及基因间LncRNA 等5 种类型[2,8].结构是功能的基础，任何物质的功能发挥都离不开其特有的分子结构，研究一个物质的结构是了解其功能及其作用机制必要前提。
植物表观遗传学和RNA修饰的相互作用及其对植物逆境响应中的调节作用
植物表观遗传学和RNA修饰的相互作用及其对植物逆境响应中的调节作用植物是生物界中最重要的一类生物，是维持地球生物多样性和生态平衡的重要组成部分。
植物在自然遭遇逆境时，会通过一系列复杂的信号传导网络，以保持其生存和繁衍能力。
研究发现，植物在逆境中适应的机理和生物过程中，表观遗传学和RNA修饰这两个层面的调节是十分重要的。
表观遗传学这个名称是在2000年代初期提出的，是指一个生物体在没有改变其DNA序列的前提下，通过化学修饰、染色质结构改变等方式，调节基因的表达模式的遗传现象。
表观遗传学相关的修饰包括DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA等。
这些表观遗传学上的调节具有可塑性强的特点，可以很好地适应环境信号，使细胞在逆境中更好地应对挑战。
DNA甲基化是表观遗传学中一种最为基础和普遍的修饰方式，是指细胞通过添加甲基基团到DNA分子上，改变DNA序列的结构和染色质的紧密度，从而调节基因表达。
研究发现，在植物的逆境响应中，DNA甲基化在体内发挥了重要的调节作用。
例如，高浓度盐、低温、干旱等逆境条件，会导致植物体内细胞外液中Ca2+浓度的升高，从而激活钙信号传导通路。
而在钙信号通路的调节过程中，参与钙信号适应过程的基因，往往受到DNA甲基化的调节影响。
除了DNA甲基化，还有一些其他的表观遗传学调节方式，例如组蛋白修饰和非编码RNA调节等。
组蛋白修饰是指细胞通过改变染色质结构，增加或降低基因的可读性和表达，从而对基因表达进行调节的方式。
在植物的逆境响应中，组蛋白修饰也起到了一定的重要作用。
例如，在土壤中的重金属和有机污染物等逆境条件下，植物的生理反应和基因表达必须通过组蛋白修饰等方式进行调节，才能让植物在逆境中生存和繁衍。
非编码RNA包括长链非编码RNA和短链非编码RNA等多种类型，与DNA甲基化和组蛋白修饰共同构成了表观遗传学的三大调节层面之一。
研究表明，在植物的逆境响应中，非编码RNA调节机制也起到了关键的作用。
rna的可变剪接名词解释
rna的可变剪接名词解释在生物学领域中，RNA的可变剪接是一个重要的概念。
在这篇文章中，我们将对可变剪接进行详细的解释和探讨。
1. 什么是RNA的可变剪接？RNA可变剪接是指基因表达过程中，通过在RNA转录过程中选择性剪切外显子（exon）和内含子（intron），从而产生多种不同的mRNA亚型的过程。
这种剪接过程使得一个基因能够编码多种不同的蛋白质，增加了基因的功能和表达的多样性。
2. 可变剪接的机制可变剪接的机制涉及到多种蛋白质和核酸的相互作用。
在RNA转录过程中，剪接酶会识别内含子与外显子的边界，并切断两者之间的连接。
然后，外显子会被连起来，形成成熟的mRNA，而内含子则会被剪除。
这个剪接过程通常由剪接信号序列来指导，而这些信号序列存在于基因的DNA序列中。
3. 可变剪接的类型可变剪接有多种类型，包括：- 保留外显子：某些外显子可能会被选择性地保留在成熟的mRNA中，从而影响蛋白质的功能和结构。
- 选择性剪切：在剪接过程中，一些外显子或内含子可能会被选择性地剪除或保留，产生不同的mRNA亚型。
- 备用剪接位点：在剪接过程中，可发生在不同的剪接位点上，从而产生具有不同外显子组合的mRNA亚型。
4. 可变剪接的意义与功能RNA的可变剪接对于生物体具有重要的意义和功能，如下所示：- 增加蛋白质的多样性：通过可变剪接，单个基因可以产生多个mRNA亚型，从而编码多种不同的蛋白质。
这种多样性使得生物体能够在不同的条件下调节基因的表达和功能。
- 调节基因表达：可变剪接可以影响mRNA的稳定性和翻译效率，进而调节基因的表达水平。
- 调控生物过程：可变剪接在生物体的许多生物过程中发挥着重要的调控作用，包括细胞分化、发育、免疫应答等。
- 疾病与可变剪接：许多疾病与可变剪接异常相关，如某些癌症、神经系统疾病等。
研究可变剪接异常可以帮助我们更好地理解疾病的发生机制，并开发相应的治疗方法。
5. 可变剪接研究的进展近年来，随着高通量测序技术和生物信息学的快速发展，可变剪接研究取得了许多重要进展。
表观遗传与长链非编码RNA
表观遗传学：长链非编码RNA的研究进展摘要：自从功能基因组学的飞速发展，人们越来越多地将目光集中在表观遗传学功能的研究。
表观遗传学是一门研究基因表达发生了可遗传的改变，而DNA 序列不发生改变的遗传分支学科。
表观遗传学的主要机制包括 DNA甲基化、组蛋白修饰及新近发现的非编码RNA。
非编码RNA是指基因组转录而来却不翻译的RNA，主要包括小干涉 RNA、miRNA、piRNA 以及长链非编码RNA。
近年来，随着 miRNA 的研究逐渐加深，长链非编码RNA也慢慢引起研究者的重视，并且很快显示出其在表观遗传学的重要作用，迅速成为一个研究热点。
表观遗传学是研究基因表达发生了可遗传的改变，而DNA 序列不发生改变的一门生物学分支。
而由其发生改变导致的变异即表观遗传变异，表观遗传变异(Epigenetic variation)是指在基因的DNA序列在没有发生改变的情况下，基因功能发生了可遗传的变化，并最终导致了表型的变化。
它是一种不符合孟德尔遗传规律的核内遗传。
因此，可以看出，个体的性状是由细胞内两种遗传信息所共同决定的，一种是DNA序列所提供的遗传信息，而另外一种可以看作是由表观遗传学信息。
其中，表观遗传学信息主要是在DNA序列信息上的调控，即调控DNA序列何时、何地、通过何种方式表达。
表观遗传学的主要机制包括DNA甲基化、组蛋白修饰及非编码RNA。
DNA甲基化(DNA methylation)是在 DNA甲基转移酶(DNA-methyltransferases，DNMTs) 的催化下，CpG 二核苷酸中的胞嘧啶被选择性地添加甲基，形成5-甲基胞嘧啶。
甲基化是基因组DNA的一种主要表观遗传修饰形式，是调节基因组功能的重要手段。
体内甲基化状态有3种：持续的低甲基化状态，如持家基因；诱导的去甲基化状态，如发育阶段中的一些基因；高度甲基化状态，如女性的一条缢缩的x染色体。
DNA甲基化主要是通过DNA甲基转移酶家族来催化。
罗辽复
庆祝内蒙古科技大学建校55周年数理与生物工程学院校庆学术活动报告题目：光致蛋白质折叠机制报告人：罗辽复（内蒙古大学教授）时间：9月25日上午地点：腾飞楼D座会议室罗辽复，教授，1935年生，汉族，安徽歙县人，1958年9月毕业于北京大学，现任内蒙古大学教授，博士生导师，并任内蒙古物理学会理事长，全国物理学会理事，全国生物物理学会理事，国际生命起源研究会成员，《物理学进展》编委，内大学报副主编。
主要成就：长期从事理论物理研究，在理论物理的粒子物理、高能天体物理、理论生物物理等研究上成绩显著。
先后在国内外核心期刊上发表论文近200篇。
出版专著《量子场论》、《非平衡统计理论》。
1978年全国科学大会因基本粒子理论获先进个人奖、1980年内蒙古科技成果一等奖（基本粒子理论和高能天体物理）。
1986年“国家突出贡献中青年科技专家”，1990年全国高校“先进工作者”，1989年获国家教委科技进步二等奖，1992年被美国传记研究中心授予杰出领头人奖，收入《国际杰出领头人》词典，1992年被英国剑桥国际传记研究中心授予“收入国际名人词典证书”。
2007年获何梁何利科学与技术进步奖、2007年获国家科技进步奖二等奖、2006年获内蒙古自治区科学技术进步一等奖、2007年获内蒙古科学技术特别贡献奖、2007年获内蒙古自治区自然科学一等奖。
2、模板：庆祝内蒙古科技大学建校55周年数理与生物工程学院校庆学术活动报告题目：关于基因转录调控几个问题的思考报告人：李宏时间：9月24日下午地点：腾飞楼D座会议室李宏，博士，教授，博士生导师；内蒙古“321人才”和教育厅“111人才”二层次人选。
主要科研方向：生物信息学。
主持或参加国家、自治区项目9项。
在国内外学术期刊发表论文40余篇，其中SCI检索论文5篇。
1999年获得国家自然科学奖三等奖，1997年获得内蒙古大学科技进步特等奖。
报告题目：蛋白质中Beta转角及其类型的预测报告人：胡秀珍时间：9月24日下午地点：腾飞楼D座会议室胡秀珍，女，博士，教授，内蒙古工业大学理学院副院长，主要研究方向生物物理学，生物信息学，在Amino acid，Protein &Peptide Letters等国际学术刊物发表论文多篇。
表观遗传学的作用机制
表观遗传学的作用机制一、DNA甲基化DNA甲基化是指在DNA序列中，位于胞嘧啶碱基上的一个甲基基团，这种甲基化修饰可以影响DNA的转录活性，从而调控基因的表达。
在表观遗传学中，DNA甲基化是一种重要的调控机制，可以调控基因的表达水平，参与多种生物学过程，如胚胎发育、细胞分化、肿瘤发生等。
二、染色质重塑染色质重塑是指通过改变染色质的结构和组分，从而调控基因的表达。
染色质重塑的主要机制包括DNA的磷酸化、组蛋白的乙酰化、甲基化和磷酸化等。
这些修饰可以改变染色质的构象，影响转录因子的结合，从而调控基因的表达。
染色质重塑在胚胎发育、细胞分化、肿瘤转移等方面具有重要的调控作用。
三、非编码RNA调控非编码RNA是指不能翻译成蛋白质的RNA分子，包括microRNA、siRNA、piRNA等。
这些非编码RNA可以通过与靶mRNA结合，抑制其表达或者诱导其降解，从而调控基因的表达。
非编码RNA在许多生物学过程中都发挥着重要的调控作用，如胚胎发育、细胞分化、肿瘤发生等。
四、蛋白质修饰蛋白质修饰是指通过共价键将氨基酸残基或低相对分子质量物质与蛋白质进行连接，从而改变蛋白质的结构和功能。
蛋白质修饰的方式包括磷酸化、泛素化、糖基化等。
这些修饰可以影响蛋白质的活性、稳定性、定位和相互作用等，从而调控基因的表达和细胞功能。
蛋白质修饰在许多生物学过程中都发挥着重要的调控作用，如信号转导、细胞周期调控、肿瘤发生等。
五、基因组印记基因组印记是指在基因组上标记父源和母源等位基因的一种表观遗传学现象。
基因组印记可以通过甲基化或者特殊的蛋白质标记等机制来影响基因的表达，从而导致不同来源的等位基因在表达上存在差异。
基因组印记可以影响许多生物学过程，如胚胎发育和肿瘤发生等。
六、X染色体失活X染色体失活是指在雌性哺乳动物中，一条X染色体上的基因被沉默的现象。
这种失活是通过一种称为X染色体失活中心的区域来实现的，该区域可以诱导整个染色体上的基因沉默。
表观遗传学在血管生成中的调控及机制研究
表观遗传学在血管生成中的调控及机制研究血管生成是生命体系中非常重要的生理过程，与许多生物物理和生理学过程密切相关，如生长、发育和修复等。
在血管生成过程中，许多不同的细胞类型参与，包括内皮细胞、平滑肌细胞和成纤维细胞等。
这些细胞通过复杂的信号转导网络相互作用，从而导致血管形成。
在这一过程中，表观遗传学调控发挥着重要作用。
表观遗传学是一种研究基因表达及其调控的分子生物学领域。
这个领域主要研究表观遗传修饰，即非DNA序列变异，包括DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA和染色质结构等。
这些修饰可以影响基因表达的稳定性和活性，进而影响细胞功能和组织形态。
表观遗传学在血管生成中的调控主要体现在两个方面：转录后调控和DNA甲基化。
第一个方面，表观遗传学可以通过调控RNA后转录水平来影响血管生成。
RNA后转录修饰包括RNA剪切、RNA编辑和RNA修饰等，可以改变RNA稳定性、翻译和功能。
一些研究表明，这些修饰与血管生成相关，其中miRNA是一个被广泛研究的RNA后转录修饰，在血管生成过程中发挥着重要作用。
miRNA可以通过与特定的靶基因结合，影响细胞周期、细胞凋亡、细胞迁移和微血管管腔形成等过程。
例如，miR-126被发现在内皮细胞中表达丰富，在血管生成中起到重要作用。
miR-126通过调节VEGFA、IGF1和SPRED1等靶基因的表达，参与了内皮细胞增殖、迁移和管腔形成等过程。
第二个方面，表观遗传学还可以通过调控DNA甲基化状态来影响血管生成。
DNA甲基化是一种主要的DNA表观遗传修饰方式，它广泛存在于许多生物中，并且对基因的转录调控起到重要作用。
一些研究发现，DNA甲基化在血管生成中也发挥着重要作用。
例如，糖尿病患者往往伴随着血管功能受损。
研究发现，DNA 甲基化水平的改变可能与血管生成的异常有关。
另外，DNA甲基化还可以通过编码DNA甲基转移酶和DNA脱甲基化酶等酶来进行动态调节。
例如，DNA甲基转移酶DNMT1和DNMT3b被发现在血管生成过程中起至关重要的作用，它们参与了VEGFA等血管生成相关基因的表达调控。
基于比较基因组学和mRNA高通量测序的可变剪接外显子进化研究
基于比较基因组学和mRNA高通量测序的可变剪接外显子进化研究一、内容描述哎呀这可是个不小的课题呢！这篇文章可是基于比较基因组学和mRNA高通量测序的可变剪接外显子进化研究哦。
首先我们要弄明白什么是比较基因组学，其实就是通过对比不同生物体的基因组，找出它们之间的相似性和差异性。
而mRNA高通量测序则是通过测量大量mRNA分子的序列，来了解基因的表达情况。
那么这个研究的重点就是可变剪接外显子啦！外显子就是基因编码蛋白质的部分，而剪接则是将这些外显子连接起来形成成熟蛋白质的过程。
可变剪接就是指在这个过程中，某些外显子的顺序或者位置可能会发生变化。
这种变化可能是由于基因突变、转录因子的变化或者其他因素引起的。
研究者们通过比较不同生物体的基因组和mRNA高通量测序数据，发现了一些有趣的现象。
比如说有些物种在某个基因上存在多种可变剪接形式，而这些形式可能对蛋白质的功能有不同的影响。
还有一些物种在某个时期会出现可变剪接的增加或者减少，这可能与生长发育、疾病发生等过程有关。
1.1 研究背景和意义在生物学领域，基因表达的可变剪接是一种非常重要的现象。
它是指同一种基因在不同细胞类型或生理状态下，可以产生多种不同的mRNA分子。
这种现象在生物进化过程中起着关键作用，因为它使得生物体能够适应不同的环境和生活条件。
然而关于可变剪接的起源和机制，以及其对生物进化的影响，仍然存在许多未解之谜。
近年来随着比较基因组学和高通量测序技术的发展，我们开始能够更深入地研究基因的可变剪接。
通过比较不同物种之间的基因序列，我们可以揭示可变剪接在生物进化中的功能和意义。
此外通过高通量测序技术，我们还可以研究mRNA水平的可变剪接，从而更全面地了解这一现象的复杂性。
这项研究的意义在于，它将有助于我们更好地理解生物体的适应性和多样性，以及生物进化的过程。
通过对可变剪接的研究，我们可以揭示出哪些基因在特定环境下具有更高的生存和繁殖优势，从而为人类提供更多的遗传信息和医学应用。
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2.可变剪接的基本类型
外显子跳跃（中间盒式外显子可与两侧内含子序列一起被减去）
3’可变剪接位点 5’可变剪接位点
• 可变剪接的类型
内含子保留
第一外显子可变
最后外显子可变
3.可变剪接的基本机制
剪接体的组成：剪接体是由5种小核糖核蛋白颗粒（snRNPs）及大约200个辅助 蛋白组成。
剪接体识别的剪接信号：内含子两端的剪接位点（5’ss和3’ss），3’ss上游的多聚 嘧啶序列，PPT（多聚嘧啶序列）上游的分支位点,除此之外在外显子和内含子 中，还有一些剪接调控原件（ESE,ISE,ESS,ISS）。
第6章 RNA可变A顺式和反式元件，在包括表观遗 传信息在内的剪接指令指导下，剪接体正确识别，连接短 外显子并精确去除长内含子，从而加工为成熟mRNA的过 程。 RNA可变剪接是指从一个mRNA前体通过不同的剪接方式 产生不同的mRNA剪接异构体的过程。
• 据此提出可变剪接的RNAPII与剪接因子动力学耦合模型：改变转录延伸速率 （延缓或加快）会导致弱外显子的可变剪接（保留或跳过）
5.可变剪接的表观遗传学机制
• 剪接与转录耦合指出调控转录的因子也可调控剪接。事实上， 这个模型不能完全解释可变剪接的精巧机制，还有其他机制影响 可变剪接。最近主要发现是染色质结构，组蛋白修饰等也可调控 可变剪接。 • 5.1可变剪接与核小体定位
• 核小体在基因组上非均匀分布，在内含子-外显子连接处占据较高，核小体 也许起外显子标记作用，同时RNAPII沿基因分布也是不均匀的，外显子中 RNAPII密度较内含子高，核小体可能表现为一种RNAPII延伸阻碍而调节外显 子处RNAPII密度，进而影响剪接效率。
• 5.2组蛋白修饰诱导可变剪接
• 研究发现42种组蛋白修饰沿基因组非随机分布，外显子一侧化学修 饰高于两侧内含子，而且组成性外显子比可变外显子中更高 （Kolasinska-Zswierz et ai,2009;Spies et ai,2009;Andersson et al,2009;Schwartz et al,2009b） • 研究显示用组蛋白去乙酰化酶抑制剂TSA处理，可以增加人神经细胞 粘接分子（NCAM）18号外显子H3K9乙酰化和H3K36甲基化水平，引 起NCAM18号外显子可变剪接（Nogue’s et ai,2002;Allo’et al,2009;Schor et al,2009） • 以上实验事实组蛋白修饰能改变可变剪接
• Luco等（2010）提出“可变剪接位点选择的整合模型”转录调控元和组 蛋白修饰作用有二。一方面，重塑或打开染色质便于激活RNA延伸因子的 募集。另一方面，沿外显子的核小体定位加上组蛋白修饰可能调节剪接 因子的募集。
谢谢
• 5.3可变剪接与DNA甲基化
• 已有研究指出DNA甲基化沿基因组也有10bp周期性，并且DNA甲 基化与RNAPII,核小体占据率正相关。同时研究表明DNA甲基化与 组蛋白修饰有广泛的联系。所以可以看出，可变剪接与DNA甲基 化也有某种联系。
• 5.4 RNA与可变剪接
• 一些试验工作显示RNA 与可变剪接有联系，如zhang等研究指出可 变剪接位点GC含量较高且具有稳定的二级结构，该二级结构影响 RNA的剪接过程。ESE和ESS元件募集SR蛋白的功能也受RNA结构的 影响。一些非编码的RNA也影响可变剪接。
• 剪接体的组装过程：
4.转录与剪接同时进行的机制
• 转录与剪接不是相互独立的过程，存在共转录现象，即子代RNA 剪接在RNAPII延伸过程或释放之前发生。
• 按照上图，RNAPII起着联系转录和剪接的纽带作用。有研究表明增加RNAPII 延伸速率的因子如剪接增强子，会导致外显子跳过的机会增加，抑制转录延 伸的药物可以增强外显子插入的机会（Kadener et al,2001）。
• 5.5 可变剪接的新模型
• Luco等（2010）研究显示可变剪接区域的组蛋白修饰与剪接结果有强烈相 关性。如对于依赖PTB基因可变剪接区富含H3K36me3,缺乏H3K4me3。这些 组蛋白的修饰与调节足以控制依赖PTB外显子的保留或剪切。据此提出可 变剪接的新模型：可变剪接位点选择整合模型。