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什麽是RNA

RNA:

核糖核酸(縮寫為RNA,即RibonucleicAcid),存在於生物細胞以及部分病毒、類病毒中的遺傳信息載體。RNA由核糖核苷酸經磷酸二酯鍵縮合而成長鏈狀分子。壹個核糖核苷酸分子由磷酸,核糖和堿基構成。RNA的堿基主要有4種,即A腺嘌呤、G鳥嘌呤、C胞嘧啶、U尿嘧啶,其中,U(尿嘧啶)取代了DNA中的T。

r RNA:

rRNA即核糖體RNA,是最多的壹類RNA,也是3類RNA(tRNA,mRNA,rRNA)中相對分子質量最大的壹類RNA,它與蛋白質結合而形成核糖體,其功能是作為mRNA的支架,使mRNA分子在其上展開,形成肽鏈(肽鏈在內質網、高爾基體作用下盤曲折疊加工修飾成蛋白質,原核生物在細胞質內完成)的合成。rRNA占RNA總量的82%左右。rRNA單獨存在時不執行其功能,它與多種蛋白質結合成核糖體,作為蛋白質生物合成的“裝配機”。

RNA的分類:

mRNA

又稱信使RNA。mRNA的功能就是把DNA上的遺傳信息精確無誤地轉錄下來,然後再由mRNA的堿基順序決定蛋白質的氨基酸順序,完成基因表過程中的遺傳信息傳遞過程。在真核生物中,轉錄形成的前體RNA中含有大量非編碼序列,大約只有25%序列經加工成為mRNA,最後翻譯為蛋白質。因為這種未經加工的前體mRNA(pre-mRNA)在分子大小上差別很大,所以通常稱為不均壹核RNA(heterogeneousnuclearRNA,hnRNA)。

tRNA

又稱轉運RNA。如果說mRNA是合成蛋白質的藍圖,則核糖體是合成蛋白質的工廠。但是,合成蛋白質的原材料——20種氨基酸與mRNA的堿基之間缺乏特殊的親和力。因此,必須用壹種特殊的RNA——轉移RNA(transferRNA,tRNA)把氨基酸搬運到核糖體上,tRNA能根據mRNA的遺傳密碼依次準確地將它攜帶的氨基酸連結起來形成多肽鏈。每種氨基酸可與1-4種tRNA相結合,已知的tRNA的種類在40種以上。tRNA是分子最小的RNA,其分子量平均約為27000(25000-30000),由70到90個核苷酸組成。而且具有稀有堿基的特點,稀有堿基除假尿嘧啶核苷與次黃嘌呤核苷外,主要是甲基化了的嘌呤和嘧啶。這類稀有堿基壹般是在轉錄後,經過特殊的修飾而成的。

rRNA

又稱核糖體RNA(ribosomalRNA),rRNA是組成核糖體的主要成分。核糖體是合成蛋白質的工廠。在大腸桿菌中,rRNA量占細胞總RNA量的75%-85%,而tRNA占15%,mRNA僅占3-5%。

rRNA壹般與核糖體蛋白質結合在壹起,形成核糖體(ribosome),如果把rRNA從核糖體上除r掉,核糖體的結構就會發生塌陷。原核生物的核糖體所含的rRNA有5S、16S及23S三種。

S為沈降系數(sedimentationcoefficient),當用超速離心測定壹個粒子的沈澱速度時,此速度與粒子的大小直徑成比例。5S含有120個核苷酸,16S含有1540個核苷酸,而23S含有2900個核苷酸。而真核生物有4種rRNA,它們分子大小分別是5S、5.8S、18S和28S,分別具有大約120、160、1900和4700個核苷酸。rRNA是單鏈,它包含不等量的A與U、G與C,但是有廣泛的雙鏈區域。在雙鏈區,堿基因氫鍵相連,表現為發夾式螺旋。

rRNA在蛋白質合成中的功能尚未完全明了。但16S的rRNA3’端有壹段核苷酸序列與mRNA的前導序列是互補的,這可能有助於mRNA與核糖體的結合。

miRNA

MicroRNAs(miRNAs)是在真核生物中發現的壹類內源性的具有調控功能的非編碼RNA,其大小長約20~25個核苷酸。成熟的miRNAs是由較長的初級轉錄物經過壹系列核酸酶的剪切加工而產生的,隨後組裝進RNA誘導的沈默復合體,通過堿基互補配對的方式識別靶mRNA,並根據互補程度的不同指導沈默復合體降解靶mRNA或者阻遏靶mRNA的翻譯。最近的研究表明miRNA參與各種各樣的調節途徑,包括發育、病毒防禦、造血過程、器官形成、細胞增殖和雕亡、脂肪代謝等等。

小分子RNA

存在於真核生物細胞核和細胞質中,它們的長度為100到300個堿基(酵母中最長的約1000個堿基)。多的每個細胞中可含有105 ~106 個這種RNA分子,少的則不可直接檢測到, 它們由RNA聚合酶Ⅱ或RNA聚合酶Ⅲ所合成, 其中某些象mRNA壹樣可被加帽。

主要有兩種類型的小分子RNA:壹類是snRNA(small nuclear RNA),存在於細胞核中;另壹類是scRNA(small cytoplasmic RNA),存在於細胞質中。

小分子RNA通常與蛋白質組成復合物, 在細胞的生命活動中起重要的作用,。

反義RNA

上述各種RNA分子均為轉錄的產物,mRNA最後翻譯為蛋白質,而rRNA、tRNA及snRNA等並不攜帶翻譯為蛋白質的信息,其終產物就是RNA。

核酶

另外還有壹種特別的RNA(其分類與上述RNA分類無關)——核酶

核酶(ribozyme)壹詞用於描述具有催化活性的RNA, 即化學本質是核糖核酸(RNA), 卻具有酶的催化功能。核酶的作用底物可以是不同的分子, 有些作用底物就是同壹RNA分子中的某些部位。核酶的功能很多,有的能夠切割RNA, 有的能夠切割DNA, 有些還具有RNA 連接酶、磷酸酶等活性。與蛋白質酶相比,核酶的催化效率較低,是壹種較為原始的催化酶。

大多數核酶通過催化轉磷酸酯和磷酸二酯鍵水解反應參與RNA自身剪切、加工過程,也具有特異性,甚至具有Km值。

其發現是 科學家大腸桿菌RNaseP蛋白在切去部分後,在體外高濃度鎂離子的情況下,留下的RNA部分(MIRNA)具有酶活性 。

非編碼RNA

新型生命暗物質非編碼RNA(核糖核酸),被稱為生命體中“暗物質”。日前,中國科學技術大學單革教授實驗室發現壹類新型環狀非編碼RNA,並揭示了此類非編碼RNA的功能和功能機理。成果發表在國際知名雜誌《自然·結構和分子生物學》上。非編碼RNA是壹大類不編碼蛋白質,但在細胞中起著調控作用的RNA分子[5]。

正如宇宙間存在著許多既看不到也感覺不到的“暗物質”“暗能量”壹樣,在生命體這個“小宇宙”中,也存在這樣的神秘“暗物質”—非編碼RNA。

越來越多的證據表明,壹系列重大疾病的發生發展與非編碼RNA調控失衡相關。

環形RNA分子最近數年才引起研究人員註意,而此前的研究主要集中於線形RNA分子。單革教授實驗室發現的新型環狀非編碼RNA,被命名為外顯子-內含子環形RNA。在論文中,他們還對這類新型環狀非編碼RNA為何會成為環形而不是線形分子進行了研究,發現成環序列兩端經常會有互補的重復序列存在。