[科普中國(guó)]-RNA編輯

RNA編輯（RNA editing）是指轉(zhuǎn)錄后的RNA在編碼區(qū)發(fā)生堿基的加入、丟失或轉(zhuǎn)換等現(xiàn)象。RNA編輯產(chǎn)生的“基因”可稱為隱蔽基因（ crytogene），其產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)不能從基因組DNA序列中推導(dǎo)獲得。 早在1986年發(fā)現(xiàn)錐蟲線粒體mRNA轉(zhuǎn)錄加工后，其mRNA的多個(gè)編碼位置上加入或丟失尿苷酸。1990年在高等動(dòng)物和病毒中也發(fā)現(xiàn)了上述現(xiàn)象，在有些蛋白質(zhì)的表達(dá)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)有新的編碼序列產(chǎn)生或是編碼序列發(fā)生了改變，而且這種改變的發(fā)生不是在DNA水平上的，而是在RNA水平，通常會(huì)增加一些原來(lái)DNA模板中不曾編碼的堿基，這種現(xiàn)象是由RNA編輯所產(chǎn)生的。1

現(xiàn)象RNA編輯（RNA editing）是新發(fā)現(xiàn)的在mRNA水平上遺傳信息改變的過(guò)程。由于RNA編輯使mRNA中的編碼序列與它的基因中的編碼序列不一致。研究證明，mRNA中個(gè)別堿基的取代和加減，造成mRNA的堿基序列與它的基因的堿基序列不一致，使其仍能參與翻譯，所有這一系列的改變不是發(fā)生在基因水平上，也不是發(fā)生在拼接水平上，而是發(fā)生在成熟的mRNA水平上。

mRNA編輯是輔脂蛋白B基因（apolipoprotein B，a—LPB）mRNA成熟的主要機(jī)制。a—LPB基因在哺乳動(dòng)物的所有組織中廣泛存在，有一個(gè)由4563個(gè)密碼子組成的ORF，該基因在肝中轉(zhuǎn)錄成為mRNA，然后翻譯成包含全部編碼序列的512kD的蛋白質(zhì)。但奇怪的是，這個(gè)基因在腸中僅能表達(dá)一個(gè)約250kD的截短蛋白質(zhì)，它由全長(zhǎng)蛋白的N端半分子組成。原因不在于2種組織中的基因有什么差異，而在于mRNA的序列。2種mRNA有同樣的大小和相同數(shù)目的核苷酸，所不同的是2153位密碼子的C變成了U，使2153位由谷氨酰胺密碼子CAA變成了終止密碼子UAA（赭石），因此，腸中的mRNA在翻譯到2153位時(shí)被終止，只能得到一個(gè)截短的翻譯產(chǎn)物。這是最早觀察到的編輯現(xiàn)象（圖6—17）。2

機(jī)制編輯一般發(fā)生在mRNA的3’端而不在5’端，1988年Kenneth等首次報(bào)道了編輯在3'端的現(xiàn)象。他們合成了2種編輯引物和2種未編輯引物。完全編輯的成熟RNA僅能同編輯引物雜交，用PCR檢測(cè)到了雜交帶，它不能雜交到未編輯mRNA上。相反，未編輯RNA僅能同未編輯引物反應(yīng)。如果編輯是從轉(zhuǎn)錄物的3’端開始按3'→5’方向進(jìn)行，那么3’端編輯的轉(zhuǎn)錄物將可以被測(cè)定出來(lái)。在PCR擴(kuò)增時(shí)，只有3’端引物是被編輯的才有雜交反應(yīng)，而5’端被編輯的引物不能擴(kuò)增，試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明了編輯是按mRNA的3’→5’方向進(jìn)行的。2

分類RNA編輯主要類型有：

①簡(jiǎn)單編輯，單堿基轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)；

②插入編輯，插入單個(gè)核苷酸或少量核背酸的丟失，其機(jī)制是轉(zhuǎn)錄鏈的跳格；

③泛編輯，插入或缺失多個(gè)尿嘧啶核苷酸或轉(zhuǎn)錄后插入多個(gè)胞嘧啶，其機(jī)制是編輯序列由外源反義引導(dǎo)RNA（ gRNA）提供，gRNA在編輯體（editosome）核蛋白顆粒中與前編輯mRNA配對(duì)，鑒別作為錯(cuò)配的位點(diǎn)進(jìn)行編輯；

④多聚腺嘌呤編輯，在轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物末端加腺嘌呤，完善終止密碼子。1

意義RNA編輯的生物學(xué)意義主要有：

①校正作用，因4個(gè)核苷酸的插入移碼，使其肽鏈的序列和其他生物的相似；

②調(diào)控翻譯，通過(guò)編輯可以引入或去除起始密碼子或終止密碼子；

③擴(kuò)充遺傳信息，經(jīng)編輯后增加了肽鏈的編碼信息量。1

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

魏大勇 - 副教授 - 西南大學(xué)