核仁小核糖核酸

在分子生物学中，核仁小核糖核酸 (snoRNAs) 是一类小分子 RNA，主要指导其他 RNA 的化学修饰，主要是核糖体 RNA、转移 RNA 和小核 RNA。 snoRNA 主要分为两类，与甲基化相关的 C/D 盒 snoRNA 和与假尿苷化相关的 H/ACA 盒 snoRNA。SnoRNA 通常称为向导 RNA，但不应与 在锥虫中指导 RNA 编辑的指导 RNA。

转录后，新生的 rRNA 分子（称为前 rRNA）经过一系列加工步骤以生成成熟的 rRNA 分子。 在被核酸外切酶和核酸内切酶切割之前，pre-rRNA 会经历复杂的核苷修饰模式。 这些包括由 snoRNA 引导的甲基化和假尿苷化。

• 甲基化是甲基在各种底物上的连接或取代。 人类的 rRNA 包含大约 115 个甲基修饰。 其中大部分是 2’O-核糖甲基化（其中甲基连接到核糖基团）。
• 假尿苷化是核苷尿苷转化（异构化）为不同的异构形式假尿苷 (Ψ)。 这种修饰包括尿苷碱基围绕其糖基键与 RNA 主链的核糖进行 180º 旋转。 在这种旋转之后，含氮碱基为糖基键贡献一个碳原子，而不是通常的氮原子。 这种修改的有益方面是在碱基上提供了额外的氢键供体。 虽然尿苷与其 Watson-Crick 碱基对腺嘌呤形成两个氢键，但假尿苷能够形成三个氢键。 当假尿苷与腺嘌呤碱基配对时，它还可以形成另一个氢键，从而形成成熟 rRNA 结构的复杂性。 游离氢键供体通常与远离自身的碱基形成键，形成 rRNA 发挥功能所必需的三级结构。 成熟的人类 rRNA 包含大约 95 个 Ψ 修饰。

每个 snoRNA 分子仅作为目标 RNA 中一个（或两个）单独修饰的向导。 为了进行修饰，每个 snoRNA 与 RNA/蛋白质复合物中的至少四种核心蛋白质相关联，称为小核仁核糖核蛋白颗粒 (snoRNP)。 与每个 RNA 相关的蛋白质取决于 snoRNA 分子的类型。 snoRNA 分子包含一个反义元件（一段 10-20 个核苷酸），它与前体 RNA 分子中靶向修饰的碱基（核苷酸）周围的序列碱基互补。 这使 snoRNP 能够识别并结合目标 RNA。 一旦 snoRNP 与目标位点结合，相关蛋白就会处于正确的物理位置，以催化目标碱基的化学修饰。

两种不同类型的 rRNA 修饰（甲基化和假尿苷化）由两个不同的 snoRNA 家族指导。 基于 snoRNA 中保守序列基序的存在，这些 snoRNA 家族被称为反义 C/D 盒和 H/ACA 盒 snoRNA。 也有例外，但作为一般规则，C/D 盒成员引导甲基化，H/ACA 成员引导假尿苷化。 每个家族的成员在生物发生、结构和功能方面可能有所不同，但每个家族都按以下一般特征进行分类。 有关详细信息，请参阅评论。SnoRNA 在 MeSH 中被归类为小核 RNA。 HGNC 与 snoRNABase 和该领域的专家合作，已经批准了编码 snoRNA 的人类基因的xxx名称。

C/D 盒 snoRNA 包含两个短的保守序列基序，C (RUGAUGA) 和 D (CUGA)，分别位于 snoRNA 的 5′ 和 3′ 末端附近。 位于 C 盒上游和 D 盒下游的短区域（~ 5 个核苷酸）通常碱基互补并形成茎盒结构，使 C 盒和 D 盒基序非常接近。 这种茎盒结构已被证明对于正确的 snoRNA 合成和核仁定位至关重要。

许多 C/D 盒 snoRNA 还包含位于 snoRNA 分子中心部分的 C 和 D 基序（称为 C’ 和 D’）的额外保存较少的副本。 D 盒上游 10-21 个核苷酸的保守区域与靶 RNA 的甲基化位点互补，使 snoRNA 能够与 RNA 形成 RNA 双链体。 靶RNA中待修饰的核苷酸通常位于D盒（或D’盒）上游的第5位。 C/D 盒 snoRNA 与四种进化保守和必需的蛋白质——原纤维蛋白 (Nop1p)、NOP56、NOP58 和 SNU13（真核生物中的 15.5-kD 蛋白质；其古细菌同源物是 L7Ae）相关——它们构成了 cor。