功能和作用
snoRNA 家族执行关键的生物学功能,它们主要参与两种类型的 rRNA 化学修饰:2′-O-甲基化和假尿嘧啶化。这些修饰发生在 rRNA 的特定核苷酸上,并且对核糖体功能至关重要。
- 2′-O-甲基化: snoRNA 通过与 rRNA 互补序列配对,引导甲基转移酶在 rRNA 的特定核苷酸的 2′-羟基上添加甲基。这种修饰影响 rRNA 的结构稳定性,并有助于核糖体的组装和功能。
- 假尿嘧啶化: snoRNA 还可以指导异构酶将尿嘧啶转化为假尿嘧啶(Ψ)。这种修饰改变了 RNA 的局部构象,影响 RNA 的稳定性、碱基配对和蛋白质相互作用。
snoRNA 的分类
snoRNA 根据其结构和功能可以分为几类,其中最主要的两类是:
- C/D 盒 snoRNA: 这类 snoRNA 含有保守的 C 盒(CUGA)和 D 盒(GUGA),并且指导 2′-O-甲基化。C/D 盒 snoRNA 通常与蛋白质形成复合物,称为 snoRNP(小核仁核糖核蛋白),其中包含一个甲基转移酶(如 fibrillarin)。
- H/ACA 盒 snoRNA: 这类 snoRNA 含有 H 盒和 ACA 盒,并且指导假尿嘧啶化。H/ACA 盒 snoRNA 也形成 snoRNP,包含一个假尿嘧啶合酶(如 dyskerin)。
snoRNA 的生物发生
snoRNA 的合成和加工也具有一定的复杂性。它们通常由内含子基因或独立启动子转录产生。在某些情况下,snoRNA 从内含子中剪切出来。例如,C/D 盒 snoRNA 经常从剪接体的内含子中产生。H/ACA 盒 snoRNA 则由 RNA 聚合酶 II 或 RNA 聚合酶 III 转录。经过转录后,snoRNA 会经历加工,例如帽子修饰和 3′ 端切割,最终形成成熟的 snoRNA。
snoRNA 与疾病的关系
snoRNA 的异常表达或功能障碍与多种疾病相关。例如,在某些癌症中,snoRNA 的表达模式发生了改变。一些研究表明,某些 snoRNA 可以作为肿瘤抑制基因或癌基因。snoRNA 的功能失调也与 Prader-Willi 综合征等遗传疾病相关。
结论
小核仁 RNA (snoRNA) 是真核生物细胞中重要的调节分子,参与 rRNA 的修饰和加工。它们通过指导 2′-O-甲基化和假尿嘧啶化,影响核糖体的结构和功能。snoRNA 在细胞内发挥多种关键作用,并与多种疾病相关。对 snoRNA 的深入研究有助于我们更好地理解细胞的分子机制,并为疾病的诊断和治疗提供新的靶点。