11.3: RNA 编辑

RNA 编辑是一种转录后修饰，其中前体 mRNA （pre-mRNA） 核苷酸序列通过碱基插入、缺失或修饰而改变。RNA 编辑的范围从锥虫线粒体 DNA 中的几百个碱基到哺乳动物核基因中的单个碱基不等。即使是前 mRNA 中的单个碱基变化也可以将一个氨基酸的密码子转化为另一个氨基酸的密码子或终止密码子。这种类型的重编码会显着影响蛋白质的结构和功能，并可能导致从单个基因产生蛋白质的多个变体。

插入和删除 RNA 编辑

插入和删除 RNA 编辑涉及从 pre-mRNA 中添加和删除特定核苷酸或核苷酸序列。在一些致病性锥虫线粒体的 RNA 编辑中，添加了数百个非编码尿苷，并从前 mRNA 中删除了特异性尿苷残基。这些添加和缺失由称为 editosome 的酶复合物执行。editosome 由一种称为向导 RNA （gRNA） 的特殊 RNA 转录本引导。gRNA 在互补锚定序列的帮助下连接到目标前 mRNA 区域，该锚定序列长 10-15 个核苷酸。gRNA 也有一个模板序列，该序列指示编辑体在前 mRNA 中添加或删除尿苷残基的位置和数量。一些锥虫超过 50% 的线粒体 RNA 是通过添加尿苷残基形成的。

替代 RNA 编辑

在高等真核生物中观察到碱基修饰的取代 RNA 编辑，其中碱基被修饰而不改变前 mRNA 的长度。在脊椎动物中，涉及腺苷和胞苷的脱氨反应是最常见的 RNA 编辑类型。腺苷通过一种称为作用于 RNA 的腺苷脱氨酶 （ADAR） 的酶脱氨为肌苷。为了识别编辑位点，ADAR 需要在靶区和前 mRNA 的下游互补内含子区之间形成双链 RNA 结构。在脊椎动物中发现了三种类型的 ADAR 酶。ADAR1 和 ADAR2 酶存在于各种组织中，而 ADAR3 对某些物种的大脑具有特异性。在哺乳动物的 ApoB 基因中观察到另一种不太常见的 RNA 编辑类型，其中胞苷被修饰为尿苷。这是通过酶复合物实现的，包括载脂蛋白 B mRNA 编辑酶催化多肽 1 （APOBEC1）。尽管 RNA 编辑在脊椎动物中是一种相对罕见的现象，但该过程中的缺陷会导致与中枢神经系统相关的多种疾病，例如肌萎缩侧索硬化症、癫痫、抑郁症和精神分裂症。