核内小rna与反义rna.pdf
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遗传H E R E D I T A S ( B e i j i n g ) 7 ( 6 ) ; 1 6 .1 9 1 9 8 5核 内 小 R N A与 反 义 R N A朱 圣 庚（ 北京大学生物化学教研室）长期以来， 人们认为 R N A 只是 D N A性 状表达过程中的中间环节， R N A的功能在于控 制蛋白质的生物合成， 因此， 研究主要限于参与 蛋白质生物合成的t R N A , r R N A和m R N A o 然 而， 近年已经证明 R N A具有生物催化活性， 可 以控制 D N A的复制， 还是染色体的结构成分 由于 R N A分子的种类很多，可能具有多种生 物功能 极为引人注目的是， 它们对基因表达可 能有重要的调节作用目前这方面的研究仅属 开始， 现就以下几方面作一简单介绍核内小 R N A 的种类和功能真核细胞核内 R N A的种类，除通常熟知的 t R NA , r R N A和 m R N A 的前体及其加工 产物外， 还有一类分子量较小的 R N A ( l o w m o l e c u l a r w e i g h t n u c l e a r R N A, L M WN R NA ) , 或称为核内小 R N A ( s m a ll n u c l e a r R N A , s n R N A) 。
实际上， 原核生物和真核生物以及某 些病毒都有小 R NA，只是对真核生物的核内 小R NA研究得较多， 更受人们重视而已 自 1 9 6 8 年 W e in b e r g 和 P e n m a n 以及 P r e s t a y k o和 B u s c h详细报道核内小 R N A以 来， 许多实验室对核内小 R N A进行了广泛的 研究 他们从肿瘤细胞和正常细胞的核中分 离出 R N A ， 经蔗糖密度梯度离心，分出4 -8 S 的小 R N A部分， 再经聚丙烯酞胺凝胶电泳将 各种核内小R N A分开， 4 -8 S 小 R N A的链长 相当于8 0 -4 0 0 个核昔酸B e n e c k e 和 P e n ma n 还从核的基质 （ m a t r ix ）中分离出6 -1 0 S 的小R NA,聚丙烯酞胺凝胶电泳可将核内小 R N A分 成十几条明显的区带， 其中以 U 1 -U 6 s n R N A 较易鉴别和制备，大部分研究工作集中在这类 R NA上它们的尿啥淀核昔酸含量相对比较 高， 因此称为 U - s n R N A平均每一细胞中的拷 贝数以U 1 为最高， 可达1 X1 0 6 ；其余为1 X 1 0 ‘ 至 5 X 1 0 ' a U - s n R N A很稳定， 半寿期（ h a lf - l iv e s ） 相当于整个细胞周期。
这些分子的 5 ' 端 都有“ 帽子” 结构，Ul 到U5 合有三甲基鸟着的 “ 帽子” ， U 6的“ 帽子” 则不同U3 R N A存在 于核仁中， 并与r R N A前体相联结， 其余则在核 质中与 m R NA前体 （ h n R NA ） 相联结， 从而推 测它们的功能可能与这些前体 R NA的加工有关 核内小 R N A通常与蛋白质（ 多肤） 结合， 形成核糖核蛋白（ s n R N P ) . L e r n e r和 S t e i t z报 道， 全身性红斑狼疮患者具有抗核成分抗体， 可 以和各种 s n R NP核抗原反应他们证明，抗 S m核抗原的抗血清能选择性地沉淀U 1 , U 2 , U 4 , U5 和 U 6 s n R N P ; 而抗 R N P核坑原的抗 血清只特异地沉淀 U l s n R N P的两种异构体，UI A 和 UI B 各种 U - s n R N P可被自身免疫 病的抗核抗体所沉淀，说明这些免疫沉淀的核糖核蛋白颗粒中含有共同的蛋白质成分 除 U - s n R N A外，还有种类繁多的其它 s n R N A 抗 L a 抗体可沉淀一些 s n R NP ，它们 显著不同于 U - s n R N P 。
已分出两类 L a R N A , 即L a 4 . 5和L a 4 . 5 1 o L a 4 .5 R N A是一类链长为Z h u S h e n g g e n g : s n R N A a n d A n t i s e a s e R N A． 16 ．9 0 -1 0 0 个核昔酸的R N A ， 可通过氢键与细胞 核和细胞质中含 p o l y A的 R N A相联结这 类 R N A结合于核内 R N A相应于基因组高度重复的 A l u序列部分 结构分析表明，L a 4 . 5 R N A有部分序列（ 1 4 个核昔酸） 与 A l u家族 D N A 和 h n R NA相同 L a 4 . 5 I 的序列与 L a 斗 ． 5 十分相似L a蛋白（ 抗原） 除与 L a o . 5 和 L a 4 . 5 I 相结 合外，还存在于病毒感染后出现的核糖核蛋白 颗 粒 V A - R N P和E B V - R NP 中 V A - R N A 和 E B V - R N A 分别由腺病毒 2 和 E B病毒基 因组所编码 在细胞质中发现有 Y R N P ， 可被抗 R 。
抗 体所沉淀小鼠含有两种Y R N A ( Y 1和 Y 2 ) o人含有， 种 Y R N A ( Y 1 -Y 5 ) ,, N o v ik o f f肝 癌细胞含有3 种 Y R N A ( Y 1 -Y 3 ) 所有这 些 Y R N A同 L a R N A一样，有较大结构差 异， 而 U R N A在不同种属之间差异极小，进 化上是极其保守的 7 S R N A最初发现在 R N A病毒中， 它是由宿主编码的；现在知道它广泛存在于正常真 核细胞和肿瘤细胞中，在进化上高度保守7 S R N A可与 A l u家族 D N A序列杂交， 并且与 L a 4 . 5 R N A有高度同源性除了上述小 R N A外， 还发现其它许多小 R N A，其中包括 7 - 1 , 7 - 2 , 7 - 3 , 8 S以及某些 酶（ 如 R N a s e P ）含有的R N A 它们的含量均 较低 小 R N A在细胞中的拷贝数少于 1 0 , 0 0 0 时，检测会很困难在组织发育的某些阶段还可分析到一些特异的小 R NA 利用克隆的A lu D N A片段在体外以 R N A聚合酶 I I I 进行转 录， 可以产生一些特殊的小 R N A， 有证据表明这些 R NA亦存在于体内。
随着研究的深人， 必将会有更多种类的小 R N A被发现 现将目 前已知的各类小分子 R N A列于表 1 各实验室对小R N A的命名上不太一致， 常易 造成混乱B u s c h等人以小 R N A 的沉降系数 和性质（ 如核昔酸含量、 抗原性等） 来命名；P e - n m a n 等人按凝胶电泳区带的先后次序分别以 英文字母来表示； 也有直接以数字来表示的 从已经测定的几种 s n R N A 基因来看，它 们都是多拷贝基因，此外还存在数量甚多的假 基因 U - s n R N A是由 R N A 聚合酶 II转录的； 其余 ，R NA 由 R N A聚合酶 I I I 所转录 有人认为某些 s n R N A可能与5 S 和5 . 8 S r R N A 一样， 由 R N A聚合酶I 转录，但缺乏实验证 据 现已测定了大部分已知 s n R NA 的序列，裹1 小分子 R N A 的命名和性质细胞内分布5 ' 末端结构链长别名 U s n R N A｛11！U1U2U3U4U5U6 其它小分子 R N ALa 4． 5La 4. 5 I7 sV A I , I I7 -17 - 27 - 38 S（ 与5 . 8 S 结合）Y 1 -- Y3m9 Gp p p A mU mA m, Gp p p A mU m Cm, Gp p p A mG m3 Gp p p A mG mCm3 G p p p A mU mA X p p p G U G1 6 51 8 8 - 1 8 92 1 0 - 21 41 4 2 - 1 4 61 1 6 - 1 1 81 6 7 - 1 0 8DCA, D ,FG ' , 5 S I I I H 1 , 4 . 5 1 1 1质质仁质质质核核核核核核核质和细胞质细胞质p p p Gp p p Gp p p Gp p p Gp p p Np p p NP P P N p p p Np p p N90 - 9 49 8 - 9 92 9 4 - 2 951 5 7 - 1 60. -2 6 0- 2 9 0- 3 0 02 7 3 -2 7 4. - - 1 0 0H2L质质核核MMK质仁仁质仁核核核核核． 1 7 ‘. I Vsh n RNA图 1 Ul R N A 与 h n R N A 虽然是对它们的确切功能仍不十分了解，但近 年来已取得了一些可喜的进展。
L e r n e r等与 R o g e r和 wa l l同时于 1 9 8 0年报道，U1 5 ' 端 有一段核昔酸序列与 R NA 前体内含子拼接 点附近的序列有惊人的互补性，因而推测它可 能参与拼接过程， 其后的一些实验支持了这个 假说， 模型如图 1 所示将腺病毒 h n R N A在 He L a细胞核中进 行拼接， 如核预先与抗 S m或抗 R N P的抗体 保温， 则拼接反应受到抑制进一步使 h n R N A 的拼接在 He L ：细胞核提取液中进行，如用蛋 白 A - S e p h a r o s e偶联的人自身免疫抗体除去核 提取液中的 U- s n R N P ，将使核提取液完全失 去拼接活性； 而预先用提纯的 U - s n R NA饱和 偶联的抗体，经处理后核提取液仍有活性切 去拼接系统中 Ul s n R N A 5 ' 端8个核普酸， 拼接亦将完全废除 由此可见， U 1 s n R N A的 完整 5 ' 端结构对拼接过程是必要的 U3 与 r R N A前体的加工有关，U 2 , U4 , U 5和 U 6可能都与 h n R N A 的加工有关。
有 实验表明， 某些 h n R N A 的拼接不需要 Ul ， 而 是由U 2参与作用的可能不同 h n R N A 的拼 接点序列不同， 需要不同的 U s n R N A来控制在拼接点附近碱基配对的模式 U 5 可能也是参与 h n R N A的拼接，它的核昔 酸序列与U1全然不同，然而它们的高级结构 却十分相似， 这种高级结构的共同特征， 可能与 它们具有近似的功能或作用方式有关 U 4 s n R N A具有与 h n R N A腺昔酸化的 信号 A A U A A A和 C A C U G互补的序列， 因此 推测可能与3 ' 端形成 p o l y A结构有关U 6可 与染色质周围的颗粒相结合，因此设想其功能 与 U1 -U 5不同，而是与这些颗 粒的作用有 关 L a 与 Y R N A的功能还不清楚 但肯定 它们不参与 h n R N A的拼接过程 当核用抗 L ： 或坑 R 的抗体处理后， 并不抑制拼接 1 9 8 2 年 Wa l t e r报道，分泌性蛋白质合成 后经内质网转移到胞外需要信号识别颗粒参与 作用， 而信号识别颗粒是由7 S R N A和6 个多 肚所组成。
已经知道， 在分泌性蛋白质合成时， 首先合成一段由1 5 -3 0 个氨基酸组成的信号 肤信号识别颗粒即与之作用，促使多肤通过 内质网到达胞外7 S 与L a R N A均含有与A l u 家族 D NA 同源的序列，该序列正好是 D NA 复制的起始点， 并且还可能与转位因子有。
