文档介绍：第九章反义核酸
反义核酸技术(antisense nucleic acid technology)是根据核酸杂交原理设计的以选择性地抑制特定基因表达为目的的一类核酸研究新技术,它包括反义RNA(antisense RNA,asRNA)、反义DNA(antisense DNA,asDNA)及核酶(ribozyme,RZ)三大技术领域。
该技术不仅对于从反向遗传学的角度研究特定基因的功能及RNA的剪切、加工和转录、翻译调控等具有重要理论意义,而且对于开发作用于基因水平上的高度特异性新型抗病毒和抗肿瘤药物等具有重要的实用价值。
一反义RNA
20多年前,首先在原核细胞中发现一种通过与mRNA互补形成双链结构而调节基因表达的RNA分子,称之为asRNA。真核细胞中也具有asRNA,但功能不十分清楚。
·近期研究表明:人工合成asRNA的基因并将其导入细胞内,转录出asRNA,则能阻断该基因的表达。这有助于从反向遗传学的角度了解基因对细胞生长和分化的影响。同时也表明用该法对肿瘤等基因病实施基因治疗提供了可能。
按asRNA的作用机制,可将其分为三大类:
1 Ⅰ类:直接作用于靶mRNA的SD序列和编码区。
·SD序列(shine-dalgarno,SD):起始密码子AUG和其上游3-11个核苷酸处一段3-9个核苷酸序列,是16SrRNA结合的位点。
ⅠA类:作用后直接抑制其翻译。
ⅠB类:与靶mRNA结合后,引起双链RNA分子对RNA酶Ⅲ的敏感性增加,使其降解。
2 Ⅱ类:与mRNA的SD序列的上游非编码区结合,从而抑制靶mRNA的翻译功能。
3 Ⅲ类:直接抑制靶mRNA的转录。
(二)asRNA的制备方法:与一般基因克隆方法类似。
1 as-cDNA的制备。
2 asRNA表达载体的构建。
3 asRNA表达载体向细胞内的导入。
(三)asRNA的应用:
目前在植物学领域和抗肿瘤与抗病毒方面研究较多,主要有:
通过抑制植物特定花色素酶的活性而改变植物开花的颜色。
通过抑制导致水果腐烂的酶而延长水果的保存期。
用asRNA治疗某些基因病。
用于动物的抗病育肿。
用于肿瘤和病毒病的治疗。
二反义DNA:
指一段能与特定基因结合并抑制其表达的合成寡核苷酸,其长度一般为20bp左右,也称反义寡核苷酸(antisense aligodeodexynucleotide, ASON/ASODN), 其理论基础是碱基配对,因此,可以设计任何感兴趣基因的ASON。
理论上一个15bp长的寡核苷酸只能特异性地结合整个人类基因组中的一个基因。由此可见,ASON是极具潜力的基因功能阻断剂,对与致病基因有关的疾病的治疗极具重要意义。会成为新一代基因治疗的药物。