miRNA的起源

miRNA的起源

动物和植物中都存在miRNA,但动植物中的miRNA从形成到作用方式都有着明显的区别。比如在小RNA基因转录出mRNA后,第一次的剪切在动物中使用Drosha酶,而在植物中则是Dicer-Like;动物成熟小RNA凭借其第2-8个nt与靶基因的精密匹配在转录后对平对靶基因进行调控,这段区域称为seed region,而在植物中整段成熟小RNA区域与靶基因进行的匹配。但是有研究表明,在藻类莱茵衣藻中,小RNA第一步剪切是用的Dicer-like3,往后分化出的大部分用的Dlicer-like1,Dicer-like3的序列以及结构domain与动物的Drosha更相似,并且在衣藻中如果仅凭借第2-8个nt也可以使小RNA于靶基因匹配。这就表明了小RNA这套机制在动植物中应该是从一个ancestor起源的,在动植物中经历了长时间的独立演化产生了我们现在看到的差异。

有关植物小RNA起源的假说

  • inverted duplication
  • spontaneous evolution

inverted duplication最早是在2004年在nature genetics上发表的一篇文章中提出。简单说,他们发现在一些小RNA的侧翼序列与靶基因target site的侧翼序列非常相似,因此他们提出小RNA可能是通过靶基因发生过inverted duplication,这样在转录后就能形成互补的双链结构,除了小RNA成熟序列和小RNA*的序列受到选择,其他位置是中性的,所以随着很多突变的积累产生许多错配。通过这种方式产生的小RNA大多是不保守的小RNA。2010年PC上的一篇文章,对拟南芥和琴叶拟南芥小RNA测序比较,他们声称找到了30个小RNA家族可能是通过inverted duplication形成的,而且这些小RNA都是比较新的,但看他的图和数据,我有种感觉是靶基因的侧翼序列与小RNA侧翼序列真正能匹配上的长度很少,真正能支持这个假说的例子其实没有那么多。如161 163 836的匹配是比较好的。

spontganeous evolution这种假说最早是2008年提出的。在拟南芥基因组中有许多零散的分布在各个位置的size较小的fold-back序列,这些序列一旦有机会获得promoter序列,就可能转录形成小RNA。但这个假说验证起来有些困难,而且大家也不觉得这回是一个主流的演化过程。

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