RNAi全球资源

deltoid

植物中至少有三种RNA沉默途径（ David Baulcombe,2004），在这些途径中，沉默信号可以在细胞间扩增及传导，甚至可以通过反馈机制自我调控。这些途径的不同生物学作用已经建立，包括防御病毒、调控基因表达以及与染色质异缩为异染色质有关。三种途径均包括通过具有RNase III结构域的Dicer酶将双链RNA（double-stranded RNA, dsRNA）剪切成21-26 nt RNA分子。这些小RNA分子被称为小干涉RNA(short interfering RNAs,siRNA)或微RNA分子(microRNAs,miRNAs)。

三种途径之一是细胞质siRNA沉默（Hamilton,1999）。这条途径可能在病毒感染植物细胞中起重要作用，其中dsRNA可能作为复制媒介（replication intermediate）或具有单链病毒RNA的二级结构特点。在植物DNA病毒中，dsRNA可能通过重叠互补转录本的退火而形成。

第二个途径是通过miRNAs沉默内源mRNA。这些miRNAs分子通过与特异mRNA的碱基配对而负调控基因表达，导致RNA剪切或蛋白翻译的停滞。miRNAs可能来源于具有部分双链区域的反向重复前体RNA分子，它们通过与互补的单链mRNA相互作用而起作用。

植物中RNA沉默的第三条途径是通过DNA甲基化抑制转录而起作用。这条途径的最初证据是在植物中发现转基因及病毒RNA指导特异的核苷酸DNA甲基化（Mette，2000；Jones，2001）。最近研究发现植物中siRNA指导的DNA甲基化与组蛋白修饰有关。（Zilberman，2003）
Rrgonaute(Ago)蛋白质参与RNA沉默的所有三种途径。拟南芥中，AGO1突变体对细胞质siRNA沉默和miRNAs沉默这两个途径是缺失的，而AGO4突变体则对染色质沉默途径有所伤害。（Zilberman，2003）AGO蛋白的中心作用可能作为沉默效应复合体(silencing effector complexes)的成员而发挥作用，而后者结合siRNA和 miRNAs分子。

Dicer 基因家族在拟南芥中只有四处成员（Schauer，2002），其中的两个成员的功能已得到较好的确定。DCL1(Dicer-like 1)与miRNAs的生物合成有关。（Papp，2003；Finnegan，2003；Xie，2004）DCL3产生逆转录因子和转座子，与染色质沉默有关。（Xie，2004）DCL3的产物对应于与一类转座子相关的siRNA，而且产物相对于典型的DCL1产物而言较长（24个核苷酸而不是通常的21个核苷酸）（Hamilton，2002；Tang，2002）家族中的另外两个成员的功能目前还没有得到很好的鉴定。

在C.elegans,fungi和植物中，RNA依赖的RNA聚合酶（RNA-dependent RNA polymerases ,RDRs or RDRP）在细胞质及染色质沉默途径中发挥作用（Sijen，2001；Smardon，2000；Cogoni，1999；Dalmay，2000）。拟南芥中沉默转基因和病毒的细胞质RNA沉默途径要求RDR1和RDR6两个直向同源基因，然而这两个蛋白对不同的病毒RNA有特异性，RDR6突变体对黄瓜花叶病毒超敏感而对烟草花叶病毒并不敏感（Dalmay，2001），而降低RDR1表达水平的烟草植株表现出对烟草花叶病毒敏感。（Xie，2001）

植物和多细胞动物的miRNA途径基本上是一致的；都是由Dicer产生的20-22 nt单链miRNAs分子作用，两者都依赖于Ago蛋白的作用。然而多细胞动物的miRNAs分子是通过Drosha 和Dicer RNase III在细胞核及细胞质分两步分别发生的。（Bartel，2004）而植物中的miRNAs分子只是由Dicer酶加工的，并且可能该步骤只是在细胞核中发生。（Papp，2003）与这两种加工形式不同相对应的是，一种dsRNA结合蛋白，HYL1，只对植物miRNA途径特异。（Han，2004；Vazquez，2004）两者更主要的不同点在于：植物的miRNA分子与它们的靶RNA分子完美配对并且用RNA剪切而不是翻译抑制（translation suppression）作为主要的沉默机制。(Rhoades,2002; Jones-Rhoades,2004; Llave,2002) 动物的miRNA分子通常是靶向到mRNA分子的3’非翻译区（untranslated regin ,UTR）,而植物miRNA分子则是靶向到编码区甚至在5’非翻译区。（Sunkar，2005）