miRNA与siRNA的区别

主要区别 – miRNA 与 siRNA

miRNA和siRNA是参与基因调控的两种非编码RNA。它们还用作治疗癌症和感染的一类新型治疗剂。 miRNA 和 siRNA 都是短的双链 RNA 分子，通过在转录后水平靶向信使 RNA (mRNA) 发挥基因沉默作用。虽然它们在基因沉默方面的功能相似，但作用机制和临床应用却各不相同。这 主要区别 miRNA 和 siRNA 之间的区别在于 miRNA 可以作用于多个 mRNA 靶标，但 siRNA 仅作用于单个 mRNA 靶标，这对 siRNA 的类型非常特异。 因此，miRNA和siRNA的治疗方法也彼此不同。

涵盖的关键领域

一、什么是miRNA – 定义、特征、功能 2. 什么是siRNA – 定义、特征、功能 3. miRNA和siRNA有什么相似之处 – 共同特征概要 4. miRNA和siRNA有什么区别 – 主要差异的比较

关键术语：AGO2、Dicer、基因沉默、MicroRNA (miRNA)、pri-miRNA、RISC、RNA 干扰 (RNAi)、小分子干扰 RNA (siRNA)

什么是miRNA

这 微小RNA (miRNA) 是一种短的单链 RNA 分子，由 19-25 个核苷酸组成。第一个miRNA于1993年在秀丽隐杆线虫中发现。miRNA是一类小干扰RNA，在转录后水平抑制基因表达。 miRNA 基因的转录是由 RNA 聚合酶完成的，以产生初级 miRNA（pri-miRNA）。这 pri-miRNA 5’端加帽，3’端多聚腺苷酸化，形成双链茎环结构。这些 pri-miRNA 分子被微处理器复合物切割，形成前体 miRNA（pre-miRNA）。 pre-miRNA 的双链分子包含 70-100 个核苷酸。 Exportin 5 蛋白将 pre-miRNA 分子从细胞核转运到细胞质中，以便由 Dicer 蛋白进一步加工成 miRNA。因此，miRNA 是一种 RNA 双链体，由 18-25 个核苷酸组成。 Dicer 蛋白是一种特殊类型的 RNase III 样酶。

图1：miRNA的形成和功能

miRNA 与 RNA 诱导的沉默复合物 (RISC) 蛋白的结合形成了一种称为 miRISC 的复合物。 miRNA 的有义链在 miRISC 复合物处释放。然后，通过部分互补碱基配对选择具有与 miRISC 复合物中反义 RNA 链互补序列的 mRNA。 miRISC 复合物与靶 mRNA 的这种结合可能会抑制翻译、降解 mRNA 分子或裂解 mRNA 分子。

什么是siRNA

这 小干扰RNA (siRNA) 是另一种短的双链 RNA，它通过切割 mRNA 来沉默基因表达。 siRNA 也首次在秀丽隐杆线虫中发现，该过程称为外源 RNA 对有效基因抑制的 RNA 干扰 (RNAi)。双链 RNA (dsRNA) 分子可以通过细胞基因的转录、感染病原体或人工引入在细胞内产生。这种 dsRNA 被 Dicer 蛋白切割成称为 siRNA 的小 dsRNA。这些 siRNA 的长度为 21-23 个核苷酸，在 3' 末端有两个核苷酸突出端。细胞质中的 siRNA 与 RISC 蛋白相关，siRNA 分子的有义链被称为 RISC 的 argonaute 2 (AGO2) 成分的核酸内切酶切割。相关的 mRNA 分子被 siRNA 的反义 RNA 链识别，该链仍与 RISC 蛋白相连。目标 mRNA 分子的切割由 AGO2 组件完成。

图 2：siRNA 的基因沉默

由于 siRNA 只能针对特定的 mRNA 分子，因此可以通过 siRNA 实现基因表达的特定沉默。此外，由于哺乳动物中天然不存在 siRNA，因此可以将其用作特定的治疗剂。

miRNA 和 siRNA 之间的相似性

miRNA和siRNA的区别

定义

miRNA： miRNA 是一小段 RNA，它通过与信使 RNA 的互补片段结合来抑制基因表达。

siRNA： siRNA 是一小段 RNA，在 RNA 干扰 (RNAi) 途径中起作用。

发生

miRNA： miRNA存在于动物和植物中。

siRNA： siRNA 存在于低等动物和植物中，但未在哺乳动物中发现。

结构

miRNA： miRNA 是一个 18-25 个核苷酸长的单链分子，在 3' 末端有两个核苷酸悬垂。

siRNA： siRNA 是一个 21-23 个核苷酸长的双链分子，在 3' 末端有两个核苷酸突出端。

切丁机加工前

miRNA： 在切块机加工之前，miRNA 处于其前体 miRNA 形式，包含 70-100 个具有分散错配的核苷酸。 pre-miRNA 存在于发夹环结构中。

siRNA： 在切丁酶加工之前，siRNA 是一种双链 RNA 分子，含有 30-100 个核苷酸。

互补性

miRNA： miRNA 与 mRNA 部分互补。它主要针对miRNA的非翻译区。

siRNA： siRNA 与目标 mRNA 完全互补。

mRNA 目标的数量

miRNA： miRNA 能够同时靶向 100 多种 mRNA 类型。

siRNA： siRNA 只能靶向一种 mRNA 类型。

基因调控机制

miRNA： miRNA 通过降解 mRNA 来抑制翻译。当在靶标中发现高互补率时，miRNA 中很少发生核酸内切酶切割。

siRNA： siRNA 通过核酸内切酶切割来调节基因表达。

规定

miRNA： miRNA 调节与转录 miRNA 相同的基因以及许多其他基因。

siRNA: siRNA 只调节转录 siRNA 的基因。

临床应用

miRNA： miRNA 作为药物靶点、治疗剂或诊断和生物标志物工具。

siRNA： siRNA用作治疗剂。

结论

miRNA和siRNA是两种非编码RNA，参与基因表达的调控。 miRNA 和 siRNA 都是双链 RNA 分子。两种类型的 RNA 通过称为 RNA 干扰的过程经历相似的基因沉默机制。然而，miRNA 能够靶向多种类型的 RNA，因为 miRNA 的序列与 mRNA 的非翻译区互补。另一方面，siRNA 只能靶向选定类型的 mRNA。因此，miRNA 和 siRNA 的主要区别在于每种 RNA 类型在 RNA 干扰中的特异性。

参考：

1.“miRNA（microRNA）介绍”。西格玛-奥尔德里奇。 N.p.，日期不详网。在这里可用。 2017 年 7 月 24 日。 2. “SiRNA 应用”。应用 – siRNA | GE Dharmacon。 N.p.，日期不详网。在这里可用。 2017 年 7 月 24 日。 3. “SiRNA 与 miRNA 作为基因沉默疗法。”科学直通。 N.p.，日期不详网。在这里可用。 2017 年 7 月 24 日。