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RNA的种类与功能介绍

 更新时间:2024-05-22 点击量:276

RNA的分类

1. 信使RNA(mRNA)

信使RNARNA的一种,主要功能是将DNA上的遗传信息传递到蛋白质合成机器——核糖体上,从而实现蛋白质的。信使RNA的结构简单,一般由一条单链RNA组成。mRNA的长度差异较大,哺乳动物的mRNA长度一般在5×1021×105个核苷酸,这种长度的差异使得mRNA能够携带更多的遗传信息。在细胞中,mRNA的含量占到了总RNA1%5%,虽然mRNA的含量相对较少,但种类繁多,因为人体中约有2万多个基因,每个基因都会产生一种mRNA。正是这些含量低的mRNA,承担着遗传信息的传递,指导蛋白质的合成,从而发挥着巨大的生物学功能。mRNA的寿命相对较短,它们在完成遗传信息的传递任务后,就会被降解。这种短暂的寿命保证了生物体在生长发育过程中,能够根据需要及时调整蛋白质的合成,从而适应不断变化的环境。细菌mRNA的平均半衰期约为1.5分钟,而脊椎动物mRNA的半衰期则差异较大,平均约为3小时。一个完整的mRNA包括5'端帽、5'非翻译区、编码区、3'非翻译区和poly(A)尾链。

2. 非编码RNA(non-coding RNA)

人类基因组DNA核苷酸序列中约93%能被转录为RNA,其中仅2%的转录产物被翻译为蛋白质, 余下98%属于非编码RNA(ncRNA)ncRNA在人类基因转录后调节细胞生长、分化、增殖中起着相当重要的作用。非编码RNA是指不直接参与蛋白质合成的RNA,它们在细胞内具有调控基因表达、稳定基因组、调控细胞周期功能。非编码RNA可分为非编码大RNA和非编码小RNA

(1) 非编码大RNA

非编码大RNA包括核糖体RNA(rRNA)和长链非编码RNA(lncRNA)rRNA即核糖体RNArRNA是细胞内最多的RNA,约占总RNA80%,与蛋白结合组成核糖体,是蛋白质合成的场所。根据沉降系数(指在离心力作用下,溶液中的大分子或颗粒趋向离心管底部的沉降速率的度量单位,以大写英文字母S表示)的差异,原核生物的rRNA分为5SrRNA16S rRNA23S rRNA三种不同类型。真核生物的rRNA,位于细胞质中的分为4类,即5S rRNA5.8S rRNA18SrRNA28SrRNA,而位于线粒体中的有12S16S两种。


原核细胞

真核细胞

核糖体

70S(30S小亚基+50S大亚基)

  80S(40S小亚基+60S大亚基)

rRNA

16S5S23S

18S5S5.8S28S

蛋白质种类

52(21+31)

8233+49

lncRNA是一种长度在2001000ntRNA,具有高度的异质性,主要参与基因转录调控、转录后调控、翻译调控、介导染色体修饰等。

(2) 非编码小RNA

非编码小RNA包括转移RNA(tRNA)、小分子RNA(miRNAsiRNApiRNAscRNAsnRNAsnoRNA))tRNA是一种长度约为7090ntRNA,主要负责将氨基酸运输到核糖上,解读mRNA遗传密码,参与蛋白质合成。tRNA约占细胞总RNA10%15%,绝大多数位于细胞质中,其特点如下:是一类单链小分子RNA,长7395nt,其中共有序列76nt,沉降系数为4S是含稀有碱基最多的RNA,含715个稀有碱基,约占全部碱基的15%20%,位于非配对区。③5′末端碱基往往是鸟嘌呤。④3′端是CCA序列,其中的腺苷酸常称为A76,其3′-羟基是氨基酸结合位点。小RNA是一类长度在20300ntRNA,包括miRNAsiRNApiRNAscRNAsnRNAsRNA等。这些RNA在调控基因表达、调控细胞周期、维持基因组稳定等方面具有重要作用。其中,miRNA是一种长度为22ntRNA,通过与靶基因的mRNA结合,抑制靶基因的表达;siRNA是一种长度为21ntRNA,通过引导RNA诱导的沉默复合体(RISC)降解靶基因的mRNA,实现基因沉默;piRNA是一种长度为2431ntRNA,主要参与哺乳动物的细胞发育和基因组稳定。

RNA的功能

RNA在细胞中扮演着多种重要的功能。它既是基因表达的中介物质,又是基因表达的调控器,此外,RNA还参与了细胞内的许多生物化学反应,从而维持了细胞的正常功能和稳态平衡,根据目前研究情况,不同类型的RNA的功能可参照下表:

RNA的类型

功能

mRNA(信使RNA)

作为蛋白质合成的模板

tRNA(转移RNA)

将氨基酸转运至核糖体

rRNA(核糖体RNA)

组装mRNAtRNA和翻译因子以形成肽键

miRNA(微小RNA)

参与基因调控的反义RNA

snRNA(小核RNA)

剪接体的成分,有助于剪接RNA(去除内含子和连
接侧翼外显子)

snoRNA(小核仁RNA)

修饰核苷成分的特定位点

piRNA(PIWI  相互作用RNA)

在配子发生、沉默转座子、对抗病毒和调节内源基
因方面发挥核心作用

siRNA(小相互作用RNA)

介导互补信使或病毒RNA的失活或降解