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Dicer酶结构及作用原理

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摘要 : Dicer酶是RNase III家族中特异识别双链RNA的一员,它能以一种ATP依赖的方式逐步切割由外源导入或者由转基因,病毒感染等各种方式引入的双链RNA,切割将RNA降解为19-21bp的双链RNAs(siRNAs),每个片段
1、DICEr酶

RNA干扰研究中会用到Dicer酶,Dicer酶是RNaseIII型家族中的蛋白酶,可特异识别dsRNA,它可以切割以各种方式进入到细胞内的dsRNA,将其切割成19-21bp大小的短RNAs。

Dicer是来自果蝇RNA干扰必须的RNaseIII型蛋白。Dicer酶是RNase III家族中特异识别双链RNA的一员,它能以一种ATP依赖的方式逐步切割由外源导入或者由转基因,病毒感染等各种方式引入的双链RNA,切割将RNA降解为19-21bp的双链RNAs(sirnas),每个片段的3’端都有2个碱基突出。
在研究RNA干扰机制的过程中,Bernstein等从已经发生RNA干扰的果蝇S2细胞中纯化了一种核酸酶Dicer,从中分离出21~23个碱基对的dsRNA片段。说明该核酸酶具有序列特异性,它能降解与dsRNA具有同源序列的mRNA。研究表明Dicer是来自果蝇RNA干扰必须的RNaseIII型蛋白,含有一个解旋酶、结构域、富含谷氨酸区、一个PAZ结构域、PiWi区、RNaseIII和dsRNA结合区。Dicer在催化过程中以二聚体的形式出现,其催化结构域在dsRNA上反平行排列,形成4个活性位点,但只有两侧的2个位点有内切核酸酶活性。 2、Dicer的作用机制Bernstein认为分二步: 第一步:Dicer结合到dsRNA,dsRNA被加工成许多短片段,每个片段约22nt。 第二步:Dicer通过PAZ与含有PAZ的Argonaute蛋白结合,而RNase与后者形成多个亚单元的复合物,这样使得22ntsiRNA特异性的决定靶基因的降解反应。这个22ntsiRNA被称为引导RNA,它可以将多单元复合物引到靶基因mRNA处。因为有引导siRNA在起作用,所以只要有少量的dsRNA就可以引发大量的切割mRNA反应。 病毒基因、人工转入基因、转座子等外源性基因随机整合到宿主细胞基因组内,并利用宿主细胞进行转录时,常产生一些dsRNA。宿主细胞对这些dsRNA迅即产生反应, 3、Dicer酶在RNA干扰中的作用原理:
Dicer酶结构及作用原理
其胞质中的核酸内切酶Dicer将dsRNA切割成多个具有特定长度和结构的小片段RNA(大约21~23 bp),即siRNA。siRNA在细胞内RNA解旋酶的作用下解链成正义链和反义链,继之由反义siRNA再与体内一些酶(包括内切酶、外切酶、解旋酶等)结合形成RNA诱导的沉默复合物(RNA-induced silencing complex,RISC)。RISC与外源性基因表达的mRNA的同源区进行特异性结合,RISC具有核酸酶的功能,在结合部位切割mRNA,切割位点即是与siRNA中反义链互补结合的两端。被切割后的断裂mRNA随即降解,从而诱发宿主细胞针对这些mRNA的降解反应。siRNA不仅能引导RISC切割同源单链mRNA,而且可作为引物与靶RNA结合并在RNA聚合酶(RNA-dependent RNA polymerase,RdRP)作用下合成更多新的dsRNA,新合成的dsRNA再由Dicer切割产生大量的次级siRNA,从而使RNAi的作用进一步放大,最终将靶mRNA完全降解。 4、Dicer酶结构 HHMI的科研人员经多年研究,分析出Dicer酶的分子结构图。这一研究结果解释了细胞在生长发育过程中如何进行选择性的基因沉默,该文章发表在Science杂志上。来自加州大学Berkeley分校的科学家为细胞是如何选择性沉默某些基因,从而完成大脑发育或者干细胞分化这一过程提供了新的信息。 作者:网友 点击:
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