人类“垃圾RNA”有重要作用——促进翻译(人类在21世纪取得了巨大成就有哪些？)

人类“垃圾RNA”有重要作用——促进翻译

2016年09月21日讯 过去十年的基因组研究中，最大的惊喜之一是科学家们发现，与以前的信念相反，大多数的基因组并不用于生产蛋白质。最初，许多科学家认为这些长非编码RNAs是非功能的“噪音”，但在最近的研究中，有越来越多的研究发现，这些lncRNAs具有调节功能。

在2012年，来自RIKEN（日本理化研究所）生命科学技术中心的一个小研究组，与意大利国际高等研究院SISSA合作，发现了一类新的小鼠lncRNAs，这是所谓的“反义RNA”（Nature里程碑研究：新型非编码反义RNA ），因为它们可以与典型的蛋白编码mRNAs配对，并促进它们的翻译。

该研究团队惊讶地发现，将这些新的反义RNA配对，可使mRNA的翻译效率更高。这是违备直觉的，因为人们普遍认为，反义RNAs总是抑制基因活性。他们发现，对特定mRNA翻译的这种积极作用，是由嵌入反义lncRNA中的一段序列介导的。这个元件被证明是一个被称为SINE家族的成员，代表“短的散布的元件”，它们非常广泛地分布在整个基因组中。它们很早就被认为是基因组的一部分“垃圾”基因--在基因组中的古代寄生虫遗迹，能够复制自己，从而用垃圾基因填补了基因组。

具体来说，早期研究中发现的重复元件属于SINEB2类，其仅存在于啮齿类动物的基因组中。含有这些SINEB2元件的人工RNA--可通过简单设计反义RNA区域而靶定任何RNA，被称为SINEUPs（含有上调翻译的SINE元件的RNA）。由于小鼠SINEB2元件特有的进化--被认为已经从一个类似于tRNA的祖先序列共进化而来，自然SINEUPs被认为只存在于小鼠中。

现在，在《Scientific Reports》发表的一项研究中，该小组发现了一组人类序列--与小鼠的那些无关，也能生产SINEUPs。该研究团队对来自人类的RNA序列进行了一次广泛筛选，并测试了各种反义RNA的功能，以探讨它们是否有SINEUP功能。令人惊讶的是，他们发现，来自小鼠SINEB2的一种非常不同的人类SINE元件--叫FRAM和MIRB有这种功能。据该团队负责人、CLST的Piero Carninci介绍说：“这很奇怪，因为不同于小鼠SINEB2，人类的SINEB2类似于非编码RNA的无关家族。我们甚至更惊讶的看到，小鼠和人类的序列之间有着相似性：新发现的FRAM元件与小鼠SINEB2元件共有少于30%的序列，但它们通过提高它们相重叠的mRNA的翻译，以一种非常类似的方式起作用。”

他继续说：“就像在小鼠中一样，人类的元件可以用于生物技术应用，通过简单的设计反义部分，来靶定编码不同蛋白质的mRNA。虽然主要序列是如此的不同，但人类和小鼠蛋白可以一种类似的方式折叠，因此有类似的功能。这种功能的结构基础是未知的，这仍然是一个令人兴奋的问题。”

目前SINEUPs被用于生物技术的应用，来特定刺激mRNA的翻译，以产生更多的蛋白质，在细胞培养中用以研究基因功能，在生物反应器中用以生物蛋白的生产。此外，世界各地的实验室正在研制SINEUPs，以提高蛋白翻译，作为某种蛋白质缺乏所致特定疾病的疗法。据Carninci介绍：“我们的研究结果，给SINEUP工具箱又提供了一种武器，来扩大基因治疗的范围，以及表达更多种类的蛋白质。”

人类在21世纪取得了巨大成就有哪些？

21世纪人类取得的巨大成就如下↓：
一、分子电子学获重大进展，科学家们开发出了分子电路。若干个研究小组将极小的晶体管、导线和开关连在一起，形成可完成基本运算的电路，该技术为未来开发出超小型计算机铺平了道路。这些超小型计算机可用于即时翻译不同语言之间的对话，或计算出气候的变化趋势。
二、对核糖核酸的研究证明，它在人体中的功能是多种多样的，例如，核糖核酸在基因抑制和酶的活性中所起的作用就大大出乎科学家的意料。三、揭开了太阳喷发出的大量中微子丢失之谜。科学家发现，这些中微子失踪的原因在于，中微子在从太阳到地球的旅途中本身特性发生了变化。这一发现对目前物理学的标准模型提出了质疑，因为该标准模型认为，中微子在通过大量物质时不发生变化。
四、人类基因组草图的公布成为今年的第二件大事。目前，有60多种生物体包括若干种致病微生物，正成为科学家绘制基因组图的对象。
五、开发出了新的超导材料。今年，科学家发现了临界温度更高的新型超导材料，使人类朝着开发室温超导材料领域迈出了一大步。
六、研究人员更多地了解了在发育的神经系统中，分子信号是如何吸引和排斥生长的神经轴突———神经通信网络之臂的。
七、今年，临床治疗上开始使用一种特定的“灵巧炮弹”式药物，该药物可在人体内自动寻找并摧毁引起癌症的病变细胞。
八、冷原子仍然是热门话题。今年诺贝尔物理奖的颁奖原因，就是由于发现了被称为爱因斯坦－玻色凝聚态物质，这表明凝聚态物质仍然受到极大的关注。
九、解开精神病之谜。研究人员识别出可增加精神分裂症和抑郁症等遗传疾病风险的特殊基因。该研究成果对于研制治疗这类疾病的新药意义重大。
十、小核糖核酸分子研究继续升温。2003年，科学家继续探索小核糖核酸分子如何影响从早期发育到基因表达等多种细胞行为。对小核糖核酸分子的研究，将有助于人类战胜诸如艾滋病和肝炎等疾病。
十一、生命有可能始于RNA（遗传物质核糖核酸），而非DNA（遗传物质脱氧核糖核酸）。
十三、格鲁吉亚共和国出土170万年前的原始人化石头盖骨，这有可能是从非洲走出的第一批人类祖先的头盖骨。
十四、塑料电子学取得进展。发现导电塑料的三位科学家获得了今年的诺贝尔化学奖。
十五、克隆和干细胞研究取得突破性进展。
十六、研究表明火星表面上可能有流动的水，科学家还通过火星照片推论这一红色星球早期湖泊遍布。
十七、参加“银河系外毫米波辐射和地球物理气球观测项目”的多国科学家通过观测和研究证实了宇宙是平坦的观点。
十八、科学家在激素受体的多种作用方面取得新发现，加深了对胆固醇的代谢、脂肪酸的产生以及糖尿病和癌症发生过程的理解。
十九、美国“近地小行星约会”探测器进入“爱神”小行星的轨道。 二十美国“航海家”1号宇宙飞船飞离太阳系，它已经距我们135亿公里，相当于地球与太阳间距离的90倍，它将到达最近的二颗恒星。
二十一、量子物理取得重大发现，研究人员观察到电流可以同时沿两个方向绕着一个超导导线环流动。
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21世纪的科技成就有哪些？
1、火星月球发现有水 2004年1月4日和1月25日，美国“勇气”号和“机遇”号火星车分别在火星登陆。两辆火星车的最大成就是共同发现了火星上曾经有水的证据。同时，在环火星轨道上运行的欧洲“火星快车”探测器也发现火星南极存在冰冻水。 这是人类首次直接在火星表面发现水。 在经历9个多月的太空旅行后，美国“凤凰”号火星探测器2008年5月25日成功降落在火星北极附近区域，这是第一个在火星北极附近着陆的人类探测器。按照计划，“凤凰”号着陆后展开了为期3个月的火星地面探测。 同年7月30日，“凤凰”号的机械臂把一份土壤样本递送到热量和释出气体分析仪中。在样本加热时，分析仪鉴别出其中有水蒸气产生。这是火星上存在水的最直接证据。 2009年11月，科学家们肯定地表示，月球上有水而且数量可观。2009年10月9日，美国航空航天局利用火箭在月球表面撞出一个直径100英尺的坑，并在产生的碎片中测量到25加仑以水蒸气和冰的形式存在的水。 2、人类基因组序列图完成 2000年6月26日，美国总统克林顿和英国首相布莱尔联合宣布：人类有史以来的第一个基因组草图已经完成。 2001年2月12日，中、美、日、德、法、英等6国科学家和美国塞莱拉公司联合公布人类基因组图谱及初步分析结果。 人类基因组计划中最实质的内容，就是人类基因组的DNA序列图，人类基因组计划起始、争论焦点、主要分歧、竞争主战场等都是围绕序列图展开的。在序列图完成之前，其他各图都是序列图的铺垫。也就是说，只有序列图的诞生才标志着整个人类基因组计划工作的完成。 2003年4月15日，在DNA双螺旋结构模型发表50周年前夕，中、美、日、英、法、德6国元首或政府首脑签署文件，6国科学家联合宣布：人类基因组序列图完成。 人类基因组图谱的绘就，是人类探索自身奥秘史上的一个重要里程碑，它被很多分析家认为是生物技术世纪诞生的标志。也就是说，21世纪是生物技术主宰世界的世纪，正如一个世纪前量子论的诞生被认为揭开了物理学主宰的20世纪一样。 人类基因组蕴涵有人类生、老、病、死的绝大多数遗传信息，破译它将为疾病的诊断、新药物的研制和新疗法的探索带来一场革命。 2007年，科学家首次阐述了人与人之间的DNA究竟存在着多大的差异。这是一个巨大的概念性飞跃，它将影响从医生如何治疗疾病到人类如何看待自己以及保护个人隐私等各个方面。 3、细胞重新编程技术 美国《科学》杂志评选出的2008年十大科学进展，细胞重新编程“定制”细胞系方面的进展名列第一位。 《科学》杂志说，这些细胞系以及“定制”它们的有关方法，为科研人员理解甚至未来治愈一些医学上的顽疾提供了工具，比如帕金森氏症、Ⅰ型糖尿病等。 所谓细胞重新编程，是指通过植入新的基因，改变细胞的发育“记忆”，使其回到最原始的胚胎发育状态，就能像胚胎干细胞那样进行分化，这样的细胞被称作“诱导式多能干细胞”。 2008年，有两个科研小组从罹患不同疾病的患者身上提取细胞，重新编程，使其“变身”为干细胞。他们选取的疾病大多数是很难或者不可能用动物模型来进行研究，这就使得获取人类细胞系进行研究的需求变得更为迫切。 《科学》杂志认为，这些新的细胞系将成为科研人员理解疾病如何发生、发展的重要工具，另外对医学领域筛选潜在药物可能也有帮助。如果科学家将来完全掌握细胞重新编程技术，能够更准确地控制这一技术，使其变得更加有效、安全，那么患有不同疾病的患者将有可能用自体健康细胞来治病。 4、人类最早祖先确定 身高4英尺(约合1.21米)的“阿尔迪”成为迄今为止人类发现的最古老原始人。她生活在440万年前，直到1992年被发现。经过17年的探寻和研究，科学家将埃塞俄比亚出土的100多块碎片拼接起来，并成功复原了她的骨骼模型。 2009年10月，科学家公布了这一成果。令人吃惊的是，作为人与黑猩猩的共同祖先，“阿尔迪”却与黑猩猩大不相同。此外，尽管生活在森林中但却能够直立行走的事实，推翻了此前有关空旷草原地形对于人类两足发展至关重要的理论。 5、证实宇宙暗物质存在 2003年，美国匹兹堡大学斯克兰顿博士领导的一个多国科学家小组，借助了美国“威尔金森微波各向异性探测器”卫星的观测数据以及另一项名叫“斯隆数字天宇测量”的观测计划的结果进行了对比分析。 观测分析得出结论认为，宇宙中仅有4%是普通物质，23%是暗物质，73%是暗能量。2006年一个美国天文学家小组通过美宇航局的“钱德拉”X射线太空望远镜等设备观测遥远星系的碰撞，发现了宇宙暗物质存在的最直接证据。2007年，欧洲和美国的科学家在《自然》杂志上发表了首次为宇宙暗物质绘出的三维图。

什么是UTR？其作用是什么？

UTR是成熟mRNA分子5'或3'端不被翻译的部分，一般在mRNA转运、稳定性和翻译调节中起重要作用。

5′非翻译区可能含有以下调控序列：蛋白质结合位点，这可能会影响mRNA的稳定性或翻译，例如应答铁离子调控基因表达的铁反应元件。核糖开关。促进或抑制翻译起始的序列。5′非翻译区内的内含子与调控基因表达和mRNA出核转运有关。

在真核生物中它含有在mRNA 3′端添加多腺苷酸的信号。这个序列在mRNA转运、稳定性和翻译调节中起重要作用。

扩展资料：

非翻译区的相关特性：

1、5'非翻译区通常含有核糖体结合位点（RBS），即夏因-达尔加诺序列（AGGAGGU）。

2、真核生物5′非翻译区的中位数长度一般约为150核苷酸（nt），但有些可长达数千碱基。有些病毒和细胞的基因有着非常长和结构性的5'非翻译区，这可能会影响基因表达。

3、平均而言，3′非翻译区往往是5′非翻译区的两倍长。原核生物mRNA的5′非翻译区通常更短。

4、5′非翻译区的多样性会导致其基因表达的变化，这是由替代5'非翻译区内包含的调控元件决定的。5′非翻译区内的序列突变或长度改变已被证实与多种人类疾病有关。

参考资料来源：百度百科-UTR

参考资料来源：百度百科-5′非翻译区

参考资料来源：百度百科-3′非翻译区

老鼠和人基因有99%相似，但为什么长的和人类差距那么大？

老鼠的基因和人类基因的相似度并没有99%，不过貌似90%还是有的，至于说什么和人类基因相似度达到99%的，那是黑猩猩。

?首先呢，人类和老鼠基因有一定的相似度是没有问题的，毕竟人类和老鼠都有着共同的祖先，那就是哺乳动物的，不过那也是好几亿年前的事情了，时至今日，老鼠和人类发展得可是迥然不同啊。而人类和黑猩猩的祖先都是古猿了，这个稍微近一点，也就几百万年前的事吧，所以黑猩猩和人类基因相似度更高也是说得过去的。

其实这并没有什么可大惊小怪的，因为不单单是人类和老鼠，人类和其它的哺乳动物，基因相似度都在90%以上，跟灵长类动物相比较，基因相似度普遍在96%以上。但是话又说回来了，即使如此，那又能说明什么呢？俗话说：“失之毫厘，差之千里。”人类和老鼠基因相似度10%的差距，足以让人类和老鼠发展成为截然不同的物种，就连是黑猩猩和人类基因有99%的相似度，仅仅1%的差距，那也还不是和人类有着天壤之别吗？

如果我们想要在人类和老鼠之间找出什么共同点的话，那么恐怕得回到数亿年前了，人类和老鼠同为哺乳动物，而哺乳动物最早进化于1.6亿年前，很多人认为哺乳动物进化于恐龙灭绝之后，实际上早在侏罗纪时代，哺乳动物就开始发育了，而至今为止，已经经过了1.6亿年的时间，人类和其它所有的哺乳动物都一样，最初源于始哺乳动物，而最初的哺乳动物，就像是一棵大树的根基一样，此后在这个根基之上，哺乳动物家族一点点壮大起来。

?在这棵大树成长起来之后，它不断分化出各种各样的分叉，而人类和老鼠，在很早之前就已经不在同一个树干之上了，随着时间的推进，人类和老鼠已经变得越来越不同了，而人们普遍认为，原始猿类是人类的早期分化点，大约在600万年前，现代猩猩和人类分道扬镳，经过了真的多年的各自演变，人类和黑猩猩的基因差异度也才1%左右，已经形成了如此大的外貌、智力方面的差异，更不要提10%的差异了，这已经差得太远了。

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