MicroRNA是一类长度约为20-24个核苷酸的非编码小分子RNA,它们在转录后水平调控基因表达。主要通过与靶mRNA的3'UTR区域配对,导致靶mRNA降解或者翻译抑制,从而实现对基因表达的负调控。
具体来说,microRNA的作用机制包括以下几个步骤:首先,microRNA在细胞核内由特定的RNA聚合酶II或III转录生成pri-miRNA;然后,pri-miRNA被Drosha和DGCR8组成的微处理器复合物切割成约70nt的pre-miRNA;接着,pre-miRNA被Exportin5-RanGTP转运到细胞质;最后,在细胞质中,pre-miRNA被Dicer切割生成成熟的miRNA duplex。其中一个strand(guide strand)会被装载到AGO蛋白家族成员构成的RISC复合物中,这个guide strand就是具有活性的miRNA,它通过碱基配对识别并结合到靶mRNA上,导致靶mRNA的降解或者翻译抑制。
在疾病中,microRNA的异常表达往往与疾病的发生发展密切相关。因此,研究microRNA的作用机制及其在疾病中的作用,有助于我们深入理解疾病的发病机制,并为疾病的诊断和治疗提供新的策略。例如,某些癌症中,某些肿瘤抑制基因的表达受到microRNA的过度抑制,导致肿瘤的发生。通过开发能够特异性抑制这些microRNA的小分子药物,可以恢复肿瘤抑制基因的表达,从而达到治疗癌症的目的。此外,microRNA也可以作为生物标志物用于疾病的早期诊断。例如,心肌梗死患者血液中的某些microRNA的水平会发生显著变化,可以通过检测这些microRNA的水平来早期诊断心肌梗死。