188金宝搏app 188金宝搏登录app 金宝搏188下载 金宝搏188 核糖核酸是什么▍？关于核糖核酸的科普介绍

核糖核酸（RNA）是一类由核糖核苷酸通过3'▍，5'-磷酸二酯键聚合而成的线性大分子▍。在各种生物活动中▍，RNA起着至关重要的作用▍，例如基因的编码▍，解码▍，调控和表达▍。RNA和DNA属于核酸▍，加上脂质▍、蛋白质和碳水化合物▍，这就是各种生命形式所需的四大主要高分子▍。类似于DNA一样▍，RNA也是由核苷酸构成▍，但与DNA不同▍，RNA在自然界中的存在方式是以单链折叠的形式存在▍，而不是成对的双链▍。在细胞生物中▍，信使RNA（ mRNA ）为遗传讯息的传递者▍，它能够指导蛋白质的合成（利用用鸟嘌呤▍、尿嘧啶▍、腺嘌呤和胞嘧啶进行编码和表达▍，四种碱基分别记作G▍、U▍、A和C）▍。许多病毒使用RNA 来编码它们的遗传信息▍。

一些RNA分子在催化生物反应▍、控制基因表达等方面发挥着重要作用▍。其中一个重要的过程是蛋白质的合成▍，其中RNA分子在核糖体 参与合成蛋白质▍。这个过转移RNA ( tRNA ）向核糖体输送氨基酸的分子▍，之后核糖体RNA ( rRNA ）将氨基酸连接在一起▍，形成蛋白质▍。

与脱氧核糖核酸的比较

RNA的化学结构与DNA 非常相似▍，但有三个主要方面的不同：

• 与双链DNA不同▍，RNA是单链分子并由短得多的核苷酸链组成▍。然而▍，单个RNA分子可以通过互补碱基配对形成序列内双链结构（这样的双链接构亦被称为“茎”）▍，就像tRNA一样▍。
• DNA中的戊糖为脱氧核糖▍，而RNA中的戊糖为核糖▍。其区别在于▍，脱氧核糖的2位碳上连接的是氢原子▍，而核糖的2位碳上连接的是羟基）▍。2位碳上的羟基降低了RNA的稳定性▍，使得RNA更易被水解▍。
• 在DNA中▍，与腺嘌呤（A）互补的含氮碱基是胸腺嘧啶（T）▍，而在RNA中▍，与腺嘌呤（A）互补的含氮碱基是尿嘧啶（U）▍，它比胸腺嘧啶少了一个甲基▍。

像DNA一样▍，大多数有生物活性RNA▍，包括mRNA ▍、tRNA ▍、rRNA ▍、snRNA 和其他非编码RNA ▍，都含有自我互补序列▍，这让RNA能够折叠并与自身成对形成双链结构▍。对RNA的分析表明▍，它们是高度结构化的▍，并有着相对更复杂的结构▍。和DNA不同▍，RNA的二级结构并不是单纯的双螺旋▍，而由一系列短的二级结构构成▍。通过这些短的二级结构的组合▍，RNA甚至可以拥有与蛋白质相似的结构▍，并像酶那样催化化学反应（这样的RNA被称为核酶）▍。比如▍，对核糖体进行分析表明▍，其催化成肽反应的活性位点完全由RNA构成▍。

结构

核糖的2位碳上连有羟基为RNA的一个重要结构特点▍。这类羟基使得RNA双链的结构应与A型构象最接近▍，不过▍，在单链的某些二核苷酸环境下▍，也有极小的可能形成DNA最常见的B型螺旋构象▍。A型构象使得RNA双链的大沟狭窄而深▍，小沟浅而宽▍。在RNA分子的构象高度可变区域（即不生成双链接构的区域）▍，2'-OH还能攻击附近的磷酸二酯键▍，使得核糖-磷酸链断裂▍。

通过转录▍，仅仅能使RNA链上带A▍、U▍、G▍、C四种含氮碱基▍。过▍，转录后修饰能够通过多种途径对RNA进行改造▍。比如▍，转录后修饰能够将稀有碱基假尿嘧啶（Ψ）加到RNA链上▍。假尿嘧啶与核糖之间的化学键是C-C键而不是尿嘧啶（U）的C-N键▍。胸腺嘧啶加到RNA链上的情形也很常见（最典型的例子是tRNA的TΨC环）▍。另外▍，次黄嘌呤也是一种常见的稀有碱基▍。次黄嘌呤为腺嘌呤的脱氨产物▍，含有次黄嘌呤的核苷被称为肌苷（I）▍。在基因编码的摆动假说中▍，肌苷有重要的作用▍。

除以上列出的之外▍，经过编辑的核苷还有100多种▍。由修饰引发的结构性变化在tRNA中最为明显▍，假尿嘧啶与经常在rRNA中出现2'-甲氧基核糖是最常见的修饰产物▍。这些修饰的具体作用还没有完全阐明▍。不过▍，值得注意的是▍，在rRNA中▍，许多的转录后修饰发生在高度功能化的区域▍，比如肽基转移酶催化中心以及亚基结合部位▍，似乎说明转录后修饰对RNA发挥正常功能来说相当重要▍。

具有催化功能的单链RNA分子▍，和蛋白质相类似▍，需要特殊的RNA三级结构▍。通过分子内氢键形成的二级结构原件构成了三级结构的框架▍。二级结构形成了许多可识别的“结构域”——比如茎环结构▍、膨大结构（bulges）▍、内环结构▍。因为RNA分子带电荷▍，不少二级结构和三级结构需要二钾镁离子等金属离子来进行稳定▍。

自然界中的RNA均是由D-核糖核苷酸聚合而成的D-RNA▍。使用L-核糖核苷酸则可合成L-RNA▍。L-RNA对RNA酶的耐受力要强得多▍。

合成与修饰

RNA的合成一般由RNA聚合酶催化▍。RNA聚合酶以DNA为模板▍，通过转录合成RNA▍。转录起始于RNA聚合酶与启动子的结合（启动子一般位于基因的上游）▍。因为RNA聚合酶自带解旋酶活性▍，仅依靠RNA聚合酶即可实现DNA双链的解开▍。转录过程中▍，RNA聚合酶以3'端至5'端的方向读取DNA模板链▍，并以5'端到3'端的方向合成与之反向平行互补的RNA链▍。转录的终止由终止子介导▍。原核生物的终止子有两类：简单终止子与ρ因子依赖性终止子▍。简单终止子仅靠RNA形成二级结构即可终止转录▍，而后者在ρ因子的作用下才可以使转录终止▍。真核生物的转录终止则与转录后修饰密切相关▍。

在真核生物中▍，RNA的初始转录物通常会经过转录后修饰▍。比如▍，真核生物的mRNA大都会被加上Poly(A)尾（多腺嘌呤尾巴）以及5'端帽▍，mRNA前体中含有的内含子序列也会被剪接体切除▍。

一些RNA是由RNA复制酶（RNA依赖性RNA聚合酶）以RNA为模板催化合成的▍。比方说▍，RNA病毒通过RNA复制酶复制其遗传物质▍。另外▍，RNA复制酶亦参与了众多生物体的RNA干涉过程▍。

分类

概观

在细胞中▍，根据结构功能的不同▍，RNA主要分三类▍，即tRNA▍、rRNA▍，以及mRNA▍。mRNA是依据DNA序列转录而成的蛋白质合成模板▍；tRNA是mRNA上遗传密码的识别者和氨酸的转运者▍；rRNA是组成核糖体的部分▍，而核糖体是蛋白质合成的场所▍。

细胞中还有许多种类和功能不一的小型RNA▍，像是组成剪接体（spliceosome）的snRNA▍，负责rRNA成型的snoRNA▍，以及参与RNAi作用的miRNA与siRNA等▍，可调节基因表达▍。而其他如I▍、II型内含子▍、RNase P▍、HDV▍、核糖体RNA等等都有催化生化反应过程的活性▍，即具有酶的活性▍，这类RNA被称为核酶▍。

调控RNA

许多种类的RNA▍，能够透过与mRNA或DNA上的基因片段▍，部分互补的方式▍，来调降基因表达▍。例如在真核生物细胞内▍，所发现的微RNA(miRNA; 21-22 nt)▍，能引发RNA干扰▍。miRNA与酵素复合体▍，会切碎mRNA▍，阻止该mRNA被翻译▍，或加速其降解▍。

虽然小干扰RNA（siRNA; 20-25 nt）的产生▍，通常是由分解病毒RNA得到▍，然而也存在内源性的siRNA▍。而siRNA引发RNA干扰的机制类似miRNA▍，有些miRNA和siRNA▍，能造成其目标基因被甲基化▍，从而促进或抑制该基因的转录▍。此外▍，在动物生殖细胞内▍，所活跃的Piwi-interacting RNA（piRNA; 29-30 nt）▍，被认为能预防转座子▍，并在配子的发生上▍，扮演重要角色▍。

许多的原核生物▍，具有CRISPR RNA▍，其作用机制类似于真核生物的RNA干扰▍。其中反义RNA（Antisense RNAs）是最常见的▍，大多数能调降基因表达▍，但也有少部分会激活转录进行▍。反义RNA的作用机制之一▍，是借由与mRNA互补配对▍，来形成双股RNA▍，而被酵素降解▍。此外▍，在真核细胞内▍，也许多能调控基因的非编码RNA▍，一个常见的例子是Xist▍，它会附在雌性哺乳动物的其中一个X染色体上▍，造成其去激活▍。

一段mRNA自身可能带有调控元件▍，例如riboswitches▍，在其五端非翻译区（5' untranslated region）或三端非翻译区（3' untranslated region）▍，包含有顺式作用元件（cis-regulatory elements）能够调控该mRNA的活性▍。此外▍，非编码区上也有可能带有能调控其它基因的调控元件▍。

修饰其它RNA

许多的RNA会帮助修饰其它RNA▍。如前信使RNA(pre-mRNA)中的内含子▍，会被含有许多核小RNA(snRNA)的剪接体剪接▍。或者RNA本身能作为核酶▍，剪接自己的内含子▍。

RNA上的核苷酸也可能被修饰▍，变成非A▍、U▍、G▍、C的核苷酸▍。在真核细胞中▍，RNA上核苷酸的修饰▍，通常是由在细胞核与卡哈尔体中发现的▍，小核仁RNA(snoRNA; 60-300 nt)所主导▍。snoRNA会连结酵素▍，并以碱基对的方式▍，引导它们去接上RNA▍，之后酵素便开始RNA核苷酸的修饰▍。碱基修饰广泛发生于rRNA与tRNA中▍，然而snRNA与mRNA也有可能是碱基修饰的目标▍。此外▍，RNA也可能被甲基化▍。

RNA基因组

如同DNA▍，RNA也可以携带遗传信息▍。RNA病毒的基因组由RNA组成▍，可以翻译出多种蛋白质▍，其中一些负责基因组的复制▍，而其它的则作为保护构造▍，在病毒离开宿主细胞后▍，保护基因组▍。类病毒是另一种类型的病原体▍，但它们仅由RNA组成▍，且该RNA并不会翻译出任何蛋白质▍，并利用宿主的聚合酶来复制▍。

逆转录

逆转录病毒借由将RNA逆转录成为DNA▍，DNA副本再转录为RNA的方式▍，来复制他们的基因组▍。逆转录转座子也利用此方法▍，来复制DNA与RNA▍，以完成转座▍。此外▍，真核细胞内的端粒酶▍，也包含一个作为模板的RNA▍，利用它来延长染色体端粒▍。

双链RNA

双链RNA(dsRNA)是指具有两个互补链的RNA▍，与细胞中的DNA结构相似▍，它也是某些病毒(双链RNA病毒)的遗传物质▍。双链RNA如病毒RNA或小干扰RNA(siRNA)▍，可以触发真核生物的RNA干扰▍，以及脊椎动物的干扰素反应▍。

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