RNA编辑是改变mRNA序列的另一种方法#RNA编辑(RNA editing): 一种可以在RNA转录之后改变其序列, 从而翻译出来的蛋白质与根据基因序列所推导出来的不同的RNA修饰方式。主要有位点特异性脱氨作用和引导RNA指导的尿嘧啶插入或删除两种方式。
RNA编辑的机制: 位点特异性脱氨基作用、引导RNA指导的尿嘧啶插入或删除。
位点特异性脱氨基作用(deamination): mRNA中某个特异选择的胞嘧啶经过胞苷脱氨酶脱氨基变成尿嘧啶。对于一种给定的mRNA, RNA编辑只在特定的组织或细胞发生, 而且是受到调控的。其他酶促脱氨的RNA编辑例子包括腺嘌呤的脱氨基作用。这个反应由作用于RNA的腺苷脱氨酶(adenosine deaminaseactingon RNA, ADAR)催化, 产生次黄嘌呤。由于次黄嘌呤可以与胞嘧啶配对, 所以这种编辑形式很容易改变mRNA编码的蛋白质序列。
在锥虫线粒体中有另一种截然不同的RNA编辑形式。在这种情况中, RNA转录后, 在pre-mRNA的特定位置插入多个尿嘧啶(有时也可能是删除几个尿嘧啶)。多个尿嘧啶的插入使得mRNA的密码子和可读框发生了改变, 从而完全改变了mRNA的”意思”。尿嘧啶是又引导RNA(guide RNA, gRNA)插入到mRNA中去的。
gRNA结构:
第一区位于5’端, 称为”锚”区, 负责引gRNA到达它所要编辑的mRNA的目标区域;
第二区用于精确定位在被编辑的序列中尿嘧啶将插入的位置;
第三区位于3’端, 是一段多聚尿嘧啶序列。
机制: gRNA的”锚”区有一段序列, 可以与mRNA上将要编辑区域的紧邻位置上(3’端)的一段序列形成碱基配对。随后编辑”指令”发出: gRNA的一段序列与mRNA上的被编辑区互补配对, 但有几个多余的腺嘌呤。这些腺嘌呤在gRNA上的位置与将要在mRNA上插入尿嘧啶的位置正好相反。gRNA与mRNA形成RNA-RNA双链, 而在将要插入尿嘧啶的对应位置形成突出的单链环状结构。一种核酸内切酶识别并切开与环状结构相对的mRNA。由3’端尿苷酰转移酶(TUT酶)催化在mRNA上打开的缺口中加入尿嘧啶。尿嘧啶插入后, 某种RNA连接酶把两段mRNA连接起来, 而gRNA的编辑区则沿mRNA从3’→5’方向继续发挥作用。
RNA编辑的生物学意义:
校正作用: 有些基因在突变过程中丢失的遗传信息可以通过RNA编辑得以修复。
调控翻译: 通过编辑可以构建或去除起始密码子和终止密码子, 是基因表达调控的一种方式。
扩充遗传信息: 能够使基因产物获得新的结构和功能, 有利于生物的进化。