RNA分类介绍

RNA分类介绍

RNA合成

钟鼎生物根据RNA种类及其作用做以下讲解,供热爱生物学的朋友们参考。

RNA合成

mRNA

mRNA功能是在蛋白分子合成过程中,作为“信使”分子,将基因组DNA的遗传信息(即碱基排列顺序)传递至核糖体,使核糖体能够以其碱基排列顺序掺入互补配对的tRNA分子,进而合成正确的肽链,实现遗传信息向蛋白质分子的转化。
在真核生物中,转录形成的前体RNA中含有大量非编码序列,大约只有25%序列经加工成为mRNA,最后翻译为蛋白质。因为这种未经加工的前体mRNA在分子大小上差别很大,所以通常称为不均一核RNA。

tRNA

又称转运RNA。如果说mRNA是合成蛋白质的蓝图,则核糖体是合成蛋白质的工厂。但是,合成蛋白质的原材料——20种氨基酸与mRNA的碱基之间缺乏特殊的亲和力。因此,必须用一种特殊的RNA——转移RNA把氨基酸搬运到核糖体上,tRNA能根据mRNA的遗传密码依次准确地将它携带的氨基酸掺入正在合成的肽链中,实现肽链的延伸。

rRNA

又称核糖体RNA,rRNA是组成核糖体的主要成分。核糖体是合成蛋白质的工厂。在大肠杆菌中,rRNA量占细胞总RNA量的75%-85%,而tRNA占15%,mRNA仅占3-5%。
rRNA一般与核糖体蛋白质结合在一起,形成核糖体。大肠杆菌核糖体的30S亚基由1分子沉降系数为16S的rRNA和21个核糖体蛋白组成。50S亚基则由2个rRNA(23S+5S)和34个核糖体蛋白组成。真核生物的核糖体更加复杂,由1个以上的rRNA分子和更多的蛋白质组成。如果把rRNA从核糖体上除掉,核糖体的结构就会发生塌陷。

miRNA

MicroRNAs是在真核生物中发现的一类内源性的具有调控功能的非编码RNA,其大小长约20~25个核苷酸。成熟的miRNAs是由较长的初级转录物经过一系列核酸酶的剪切加工而产生的,随后组装进RNA诱导的沉默复合体,通过碱基互补配对的方式识别靶mRNA,并根据互补程度的不同指导沉默复合体降解靶mRNA或者阻遏靶mRNA的翻译。最近的研究表明miRNA参与各种各样的调节途径,包括发育、病毒防御、造血过程、器官形成、细胞增殖和凋亡、脂肪代谢等等。

除了上述几种主要的RNA外还有一些其他RNA:

RNA合成

小分子RNA

存在于真核生物细胞核和细胞质中,它们的长度为100到300个碱基(酵母中最长的约1000个碱基)。多的每个细胞中可含有105 ~106 个这种RNA分子,少的则不可直接检测到, 它们由RNA聚合酶Ⅱ或RNA聚合酶Ⅲ所合成, 其中某些像mRNA一样可被加帽。
主要有两种类型的小分子RNA:一类是snRNA,存在于细胞核中;另一类是scRNA,存在于细胞质中。小分子RNA通常与蛋白质组成复合物, 在细胞的生命活动中起重要的作用。

端粒酶RNA

端粒酶RNA是真核生物细胞中发现的一种非编码RNA。TERC是端粒酶的一部分,在端粒延伸过程中,TERC作为端粒继续延伸的模板,由端粒酶催化实现端粒的延长。
端粒酶是一种核糖核蛋白聚合酶,其通过向端粒末端添加端粒重复序列TTAGGG维持端粒的长度。该酶由一个具有反转录功能的蛋白分子(TERT)和TERC组成。端粒酶参与细胞衰老调控。在真核生物出生后的正常体细胞中,端粒酶处于抑制状态。染色体复制过程中,由于模板DNA起始端被RNA引物先占据,新生链随之延伸。引物RNA脱落后,其空缺处的模板DNA无法再度复制成双链。因此,每复制一次,末端DNA就缩短若干个端粒重复序列,即出现真核细胞分裂中的“末端复制问题”染色体每复制一次,端粒即发生缩短。一旦端粒消耗殆尽,细胞将会立即激活凋亡机制,即细胞走向凋亡。端粒酶表达的失调,将导致肿瘤的发生。

反义RNA

反义RNA是一类能够与mRNA互补配对的单链RNA分子。细胞中引入反义RNA,可与mRNA发生互补配对,抑制mRNA的翻译。另外,asRNA还可用于RNA干扰中起始双链RNA的生成。它参与基因表达的调控。
上述各种RNA分子均为转录的产物,mRNA最后翻译为蛋白质,而rRNA、tRNA及snRNA等并不携带翻译为蛋白质的信息,其终产物就是RNA。

核酶

另外还有一种特别的RNA(其分类与上述RNA分类无关)——核酶
核酶一词用于描述具有催化活性的RNA, 即化学本质是核糖核酸(RNA), 却具有酶的催化功能。核酶的作用底物可以是不同的分子, 有些作用底物就是同一RNA分子中的某些部位。核酶的功能很多,有的能够切割RNA, 有的能够切割DNA, 有些还具有RNA 连接酶、磷酸酶等活性。与蛋白质酶相比,核酶的催化效率较低,是一种较为原始的催化酶。

非编码RNA(新型生命暗物质)

非编码RNA(核糖核酸),被称为生命体中“暗物质”。日前,中国科学技术大学单革教授实验室发现一类新型环状非编码RNA,并揭示了此类非编码RNA的功能和功能机理。成果发表在国际知名杂志《自然•结构和分子生物学》上。非编码RNA是一大类不编码蛋白质,但在细胞中起着调控作用的RNA分子。
正如宇宙间存在着许多既看不到也感觉不到的“暗物质”“暗能量”一样,在生命体这个“小宇宙”中,也存在这样的神秘“暗物质”—非编码RNA。
越来越多的证据表明,一系列重大疾病的发生发展与非编码RNA调控失衡相关。
环形RNA分子最近数年才引起研究人员注意,而此前的研究主要集中于线形RNA分子。单革教授实验室发现的新型环状非编码RNA,被命名为外显子-内含子环形RNA。在论文中,他们还对这类新型环状非编码RNA为何会成为环形而不是线形分子进行了研究,发现成环序列两端经常会有互补的重复序列存在。