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RNA的種類與功能介紹

 更新時(shí)間:2024-05-22 點(diǎn)擊量:1650

RNA的分類

1. 信使RNA(mRNA)

信使RNARNA的一種,主要功能是將DNA上的遺傳信息傳遞到蛋白質(zhì)合成機(jī)器——核糖體上,從而實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)的。信使RNA的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,一般由一條單鏈RNA組成。mRNA的長(zhǎng)度差異較大,哺乳動(dòng)物的mRNA長(zhǎng)度一般在5×1021×105個(gè)核苷酸,這種長(zhǎng)度的差異使得mRNA能夠攜帶更多的遺傳信息。在細(xì)胞中,mRNA的含量占到了總RNA1%5%,雖然mRNA的含量相對(duì)較少,但種類繁多,因?yàn)槿梭w中約有2萬(wàn)多個(gè)基因,每個(gè)基因都會(huì)產(chǎn)生一種mRNA。正是這些含量低的mRNA,承擔(dān)著遺傳信息的傳遞,指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成,從而發(fā)揮著巨大的生物學(xué)功能。mRNA的壽命相對(duì)較短,它們?cè)谕瓿蛇z傳信息的傳遞任務(wù)后,就會(huì)被降解。這種短暫的壽命保證了生物體在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中,能夠根據(jù)需要及時(shí)調(diào)整蛋白質(zhì)的合成,從而適應(yīng)不斷變化的環(huán)境。細(xì)菌mRNA的平均半衰期約為1.5分鐘,而脊椎動(dòng)物mRNA的半衰期則差異較大,平均約為3小時(shí)。一個(gè)完整的mRNA包括5'端帽、5'非翻譯區(qū)、編碼區(qū)、3'非翻譯區(qū)和poly(A)尾鏈。

2. 非編碼RNA(non-coding RNA)

人類基因組DNA核苷酸序列中約93%能被轉(zhuǎn)錄為RNA,其中僅2%的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物被翻譯為蛋白質(zhì), 余下98%屬于非編碼RNA(ncRNA)ncRNA在人類基因轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)、分化、增殖中起著相當(dāng)重要的作用。非編碼RNA是指不直接參與蛋白質(zhì)合成的RNA,它們?cè)诩?xì)胞內(nèi)具有調(diào)控基因表達(dá)、穩(wěn)定基因組、調(diào)控細(xì)胞周期功能。非編碼RNA可分為非編碼大RNA和非編碼小RNA

(1) 非編碼大RNA

非編碼大RNA包括核糖體RNA(rRNA)和長(zhǎng)鏈非編碼RNA(lncRNA)。rRNA即核糖體RNA,rRNA是細(xì)胞內(nèi)最多的RNA,約占總RNA80%,與蛋白結(jié)合組成核糖體,是蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所。根據(jù)沉降系數(shù)(指在離心力作用下,溶液中的大分子或顆粒趨向離心管底部的沉降速率的度量單位,以大寫(xiě)英文字母S表示)的差異,原核生物的rRNA分為5SrRNA、16S rRNA23S rRNA三種不同類型。真核生物的rRNA,位于細(xì)胞質(zhì)中的分為4類,即5S rRNA、5.8S rRNA、18SrRNA28SrRNA,而位于線粒體中的有12S16S兩種。


原核細(xì)胞

真核細(xì)胞

核糖體

70S(30S小亞基+50S大亞基)

  80S(40S小亞基+60S大亞基)

rRNA

16S5S23S

18S5S、5.8S、28S

蛋白質(zhì)種類

52(21+31)

8233+49

lncRNA是一種長(zhǎng)度在2001000ntRNA,具有高度的異質(zhì)性,主要參與基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控、轉(zhuǎn)錄后調(diào)控、翻譯調(diào)控、介導(dǎo)染色體修飾等。

(2) 非編碼小RNA

非編碼小RNA包括轉(zhuǎn)移RNA(tRNA)、小分子RNA(miRNAsiRNA、piRNA、scRNA、snRNAsnoRNA))。tRNA是一種長(zhǎng)度約為7090ntRNA,主要負(fù)責(zé)將氨基酸運(yùn)輸?shù)胶颂巧?,解讀mRNA遺傳密碼,參與蛋白質(zhì)合成。tRNA約占細(xì)胞總RNA10%15%,絕大多數(shù)位于細(xì)胞質(zhì)中,其特點(diǎn)如下:是一類單鏈小分子RNA,長(zhǎng)7395nt,其中共有序列76nt,沉降系數(shù)為4S。是含稀有堿基最多的RNA,含715個(gè)稀有堿基,約占全部堿基的15%20%,位于非配對(duì)區(qū)。③5′末端堿基往往是鳥(niǎo)嘌呤。④3′端是CCA序列,其中的腺苷酸常稱為A76,其3′-羥基是氨基酸結(jié)合位點(diǎn)。小RNA是一類長(zhǎng)度在20300ntRNA,包括miRNA、siRNA、piRNA、scRNA、snRNA、sRNA等。這些RNA在調(diào)控基因表達(dá)、調(diào)控細(xì)胞周期、維持基因組穩(wěn)定等方面具有重要作用。其中,miRNA是一種長(zhǎng)度為22ntRNA,通過(guò)與靶基因的mRNA結(jié)合,抑制靶基因的表達(dá);siRNA是一種長(zhǎng)度為21ntRNA,通過(guò)引導(dǎo)RNA誘導(dǎo)的沉默復(fù)合體(RISC)降解靶基因的mRNA,實(shí)現(xiàn)基因沉默;piRNA是一種長(zhǎng)度為2431ntRNA,主要參與哺乳動(dòng)物的細(xì)胞發(fā)育和基因組穩(wěn)定。

RNA的功能

RNA在細(xì)胞中扮演著多種重要的功能。它既是基因表達(dá)的中介物質(zhì),又是基因表達(dá)的調(diào)控器,此外,RNA還參與了細(xì)胞內(nèi)的許多生物化學(xué)反應(yīng),從而維持了細(xì)胞的正常功能和穩(wěn)態(tài)平衡,根據(jù)目前研究情況,不同類型的RNA的功能可參照下表:

RNA的類型

功能

mRNA(信使RNA)

作為蛋白質(zhì)合成的模板

tRNA(轉(zhuǎn)移RNA)

將氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)至核糖體

rRNA(核糖體RNA)

組裝mRNA、tRNA和翻譯因子以形成肽鍵

miRNA(微小RNA)

參與基因調(diào)控的反義RNA

snRNA(小核RNA)

剪接體的成分,有助于剪接RNA(去除內(nèi)含子和連
接側(cè)翼外顯子)

snoRNA(小核仁RNA)

修飾核苷成分的特定位點(diǎn)

piRNA(PIWI  相互作用RNA)

在配子發(fā)生、沉默轉(zhuǎn)座子、對(duì)抗病毒和調(diào)節(jié)內(nèi)源基
因方面發(fā)揮核心作用

siRNA(小相互作用RNA)

介導(dǎo)互補(bǔ)信使或病毒RNA的失活或降解

 


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