promoter, exon, intron和UTR的关系

Posted 2023-04-12

参考技术A

启动子 :RNA聚合酶特异性识别和结合的DNA序列。promoter自然不属于intron和Exon的任何一个，属于noncodingsequence。
（1） 启动子位于转录起始位点TSS上游，没有明确的长度范围，但是有几个保守序列 ：启动子是RNA 聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA 序列，它含有RNA 聚合酶特异性结合和转录起始所需的保守序列，多数位于结构基因转录起始点的上游,启动子本身不被转录。但有一些启动子(如tRNA启动子)位于转录起始点的下游,这些DNA序列可以被转录。启动子一般位于转录起始位点的上游。
（2） 启动子区中的保守序列 ：在真核生物基因中，①Hogness等先在 珠蛋白基因 中发现了类似Pribrow区的Hogness区（Hogness box），这是位于转录起始点上游 -25 ~~ -30 bp 处的共同序列似TAAA，也称为TATA区。②另外，在起始位点上游 -70 ~~ -78 bp 处还育另一段共同序列CCAAT，这是与 原核生物 中-35bp区相对应的序列．称为CAAT区（CAAT box）。

noncoding RNA是现在研究的热点之一。我们常见的MiRNA,SiRNA,antisense RNA tech,这些都是属于ncRNA的范围。只要你在进一步问下：这些RNA是哪里来的？你就知道部分答案，跟那些看似跟编码蛋白没有关系的DNA序列有关系。这部分DNA有个统称就junk DNA，垃圾DNA或者冗余DNA，他们编码的RNA就属于 ncRNA.RNAi就是迄今最经典的ncRNA功能典范。

An exon is asequence of DNA that is expressed (transcribed) into RNA and then often, butwith many noteworthy exceptions[1] , translated into protein. Adjacent exons maybe separated by an intron, which is later removed from the RNAtranscript via the splicing mechanism. (From Wikipedia)

UTR（UntranslatedRegions)即非翻译区，是信使RNA（mRNA）分子两端的非编码片段。

5-UTR从mRNA起点的甲基化鸟嘌呤核苷酸帽延伸至AUG起始密码子，3-UTR从编码区末端的终止密码子延伸至多聚A尾巴（Poly-A）的末端。

转录（Transcription）是遗传信息从DNA到RNA的转移。即以双链DNA中的一条链为模板，以ATP、CTP、GTP和UTP4种核苷三磷酸为原料，在RNA聚合酶催化下合成RNA的过程。

常见问题：

问：Promoter在DNA序列中是算内含子还是外显子？

答：都不是。属于noncoding sequence。

问：UTR在DNA序列中是算内含子还是外显子？

答：外显子。

问：起始密码子ATG在gene的哪个位置？

答：外显子内，CDS以ATG开始。

问：每个基因之间都有一定的间隔序列，这些基因间的间隔序列应该不属于内含子吧？

答：是的。属于noncoding sequence。

问：如何寻找启动子区域和预测转录因子结合位点？

答：见帖子 http://www.dxy.cn/bbs/topic/23466429

Novel LncRNA的实时定量PCR引物设计教程

 

Novel LncRNA的选择

novel LncRNA选择的原则：

1.不能选与其他基因exon重叠的lncRNA，否则，RT-qPCR结果就混合了两个基因的表达量。

2.最好选择基因间的lncRNA，即lincRNA，跟其他基因没有重叠。

3.其次选择位于其他基因intron区域的lncRNA。

4.再次，如果lncRNA的一部分与其他基因的exon重叠，另一部分不重叠，就选不重叠的那部分。

 

Novel LncRNA的引物设计

这里我们选取的novel LncRNA是LNC_000332,LNC_000332的fasta序列如下：

>LNC_000332: 
TGGCAGCTTCAAGAACGAGTGATTTAAGAACAGCCCTCCCATCTTAGCAATGTCCCGGGGTGGCTGGAGCCACGGTCACTTCTTGGTCCTGGTCCAGAACTGTCGGTAGCGCTCCACATGCAAGTCATCACTGAGCTCCTGCTCGTACTCCTTCCTCGACTGGAGCTGAGCCTCACGCTTCCGCAGCCTGGCCCGGCGCTCCTCAGGAGACAGGGTGTCCAGATCTATGGGCATCGCCAGCATGCGCCGTGGCTCCCTGTAGCGGATGTGGATGGTGGAGCCATCCTGCTTCACCAGCAGCACGGGGTAGAGTCGTGCATAAGCCTGGCGGTGCACACGAGTGAGTGAGGCCCTGCTGCTGTCAGCTCGCCAGGAGGATGTGTGCAGGCGGCGGAGTGCAGGTCCGGTGGCCTTCACGGTGCTCTGCCTCAGCCGGCCAAGCAGGCTGCCCACGGCCGCCATTCCTCCTTACAGCCCCAGTGGCACGTGGAGGTGGTCAGTACAGGCCCTGGCGTGCAACTGCGTTGGGTGCTGCTGCGCTGCAGCCCACGACGTCACTGGCAGGCGCTGCGTCGCGCGGTATGACGTGTTCCATGGC

 

根据LncRNA的染色体位置相应位置的DNA序列

LNC_000332的染色体位置为:chr1:228106685-228109338,在染色体的负链上，我们通过UCSC来获取相应位置的DNA序列。UCSC的官网http://genome.ucsc.edu

 

 然后选择Genomes,进入后点击View,然后选择DNA

 

 然后在上面的position输入基因的坐标，由于我们的坐标在DNA的负链,所以这里也要勾选Reverse complement,最后点击get DNA,就得到我们想要的DNA序列，下图为得到的DNA序列

 

 通过AnnoLnc获取novel LncRNA的外显子坐标

AnnoLnc是北大生物信息中心开发出的一款分析novel LncRNA的网页工具，网址：http://annolnc.cbi.pku.edu.cn/index.jsp

 我们输入LNC_000332的fasta序列，然后点击GO

 

 信息很多，这里只截取一部分，可以看到LNC_000332包含4个外显子区域，不过这是hg19的染色体位置，我们需要用网页版的LiftOver来进行hg19和hg38的坐标转换，网址：http://genome.ucsc.edu/cgi-bin/hgLiftOver

可以看到4个外显子坐标成功转换完成，点击View conversions就可以得到转换完成的hg38的外显子坐标，外显子坐标为：

chr1:228106685-228106918
chr1:228107668-228107869
chr1:228108235-228108318
chr1:228109261-228109338

 

将相应位置的DNA序列与LncRNA序列比对

 

 

 

 可以看到LNC_000332一共匹配了4段，染色体坐标分别为chr1:228106685-228106919，chr1:228107668-228107870，chr1:228108235-228108332，chr1:228109259-228109938

而外显子的染色体坐标分别为chr1:228106685-228106918，chr1:228107668-228107869，chr1:228108235-228108318，chr1:228109261-228109338

这里可以看到LNC_000332的序列基本都在外显子里面，所以不适合选择这个LncRNA来做PCR验证