文章来源公众号:科研小橙子 作者:科研小橙子
我们最早认识RNA是作为“信使”出现在DNA和蛋白质之间的mRNA,以及参与蛋白翻译过程的tRNA和rRNA。但科学家们逐渐发现,RNA世界远比我们想象的丰富多彩。各种形态各异、功能不同的RNA分子,共同编织了一张精细调控生命活动的网络。今天就让我们一起认识二十多种身怀绝技的RNA分子。
信使RNA(Message RNA, mRNA)是DNA遗传信息的传递者,由DNA的一条链作为模板转录而来的一类单链核糖核酸,将细胞核内DNA上的蛋白质合成指令携带到细胞质的核糖体上。
▶️结构特点
?具有5′端帽子结构和3′端聚腺苷酸尾巴,保护mRNA并帮助其从细胞核转运到细胞质;
?mRNA半寿期很短,一般为几分钟,而真核生物mRNA的半寿期较长。
?主要功能
作为蛋白质合成的模板,在翻译过程中指导氨基酸按特定顺序组装成多肽链。mRNA分子上的每三个核苷酸组成一个密码子,对应一个特定的氨基酸。
转运RNA(Transfer RNA, tRNA)是一种由76-90个核苷酸所组成的RNA,其3'端可以在氨酰-tRNA合成酶催化下接附特定种类的氨基酸,是蛋白质合成过程中的适配器分子。
▶️结构特点
?每个tRNA分子理论上只能与一种氨基酸接附;
?tRNA分子含有较多对维系其三级结构和功能至关重要的修饰成。
?主要功能
在翻译过程中携带特定的氨基酸到核糖体上,通过自身的反密码子识别mRNA上的密码子,将该密码子对应的氨基酸转运至合成中的多肽链上。
核糖体RNA(Ribosomal RNA, rRNA)是细胞内含量最多的一类RNA,占RNA总量的82%左右,也是三类RNA中相对分子质量最大的一类。
▶️结构特点
?原核生物的rRNA分三类:5S rRNA、16S rRNA和23S rRNA;
?真核生物的rRNA分四类:5S rRNA、5.8S rRNA、18S rRNA和28S rRNA。
?主要功能
rRNA是核糖体的结构和功能核心,具有肽酰转移酶的活性,能催化肽键的形成。为tRNA提供结合位点,为多种蛋白质合成因子提供结合位点,并参与同mRNA选择性的结合。
微小RNA(MicroRNA, miRNA)是一类真核生物内源性的具有调控功能的非编码单链RNA,其大小约20-25个核苷酸。
▶️结构特点
?miRNA最初产物为大的具有帽子结构和多聚腺苷酸尾巴的pri-miRNA(300-1000 nt),经加工后形成pre-miRNA(70-90 nt),再进Dicer酶切割后形成miRNA(20-24 nt)。
?主要功能
miRNA通过和靶基因mRNA碱基配对,通过“多对一”或者“一对多”的方式调控基因表达,参与生命过程。
PS:第一个被确认的miRNA是在线虫中首次发现的lin-4和let-7(2002年)。
小干扰RNA(Small interfering RNA, siRNA)是一类长约20-25 nt的短双链RNA分子,由双链RNA(double strand RNA, dsRNA)在胞内被RNase III(如Dicer)切割形成。
▶️结构特点
?siRNA通常通过在翻译前切割mRNA而起作用,并且具有100%的互补性,因此目标特异性非常严格;
?原则上任何基因都可以被具有互补序列的合成siRNA敲低。
?主要功能
siRNA通过RNA干扰机制介导序列特异性的基因沉默。siRNA的反义链成为RNA诱导的沉默复合体的一部分,该复合体找到相应的mRNA并在特异性位点将其剪切。
长链非编码RNA(Long non-coding RNA, lncRNA)是一类长度超过200个核苷酸的非编码RNA,具有mRNA样结构但不编码蛋白质,哺乳动物基因组中4%-9%的转录本为lncRNA。
▶️结构特点
