RNA漫談

從其他學科跳進分子生物學學科后,發(fā)現(xiàn)以前生物學課本里面的教材好落后,只知道m(xù)RNA、tRNA、rRNA,但是相關的概念也早已遺忘殆盡了,只好硬著頭皮,再好好補補這方面的知識了。

20世紀40年代初,人們就知道除了脫氧核糖核酸(DNA)之外,還有另一種核酸,核糖核酸(RNA)。在明確DNA含有基本的遺傳信息后,人們在很長一段時間內對于遺傳信息的表達方式仍舊一無所知。到了20世紀60年代,蛋白質被發(fā)現(xiàn)是在細胞質內的核糖體上組裝,這一重要發(fā)現(xiàn)表明在核內染色體與核外核糖體之間必然存在一個“橋梁”。遺傳信息究竟是怎樣被轉移到細胞質中的? 其實主要的運作系統(tǒng),就是我們最早學習的mRNA, tRNA和rRNA。

? RNA里面的三駕馬車—mRNA、rRNA、tRNA

mRNA——1961年,Jacob和Monod提出了信使RNA(mRNA)假說,認為細胞內存在一種特殊的RNA與DNA上基因序列互補,在核內合成并被運輸?shù)郊毎|為蛋白合成提供模板;而當一種蛋白質合成結束后,它的mRNA將離開核糖體,為其它mRNA讓路。這一假說很快得到了實驗證實,由此得出了高中生物書中理科生們熟知的中心法則。 ?

rRNA——蛋白質合成的過程中,除了mRNA作為蛋白質合成的“圖紙”,細胞中含量最大的RNA,核糖體RNA(rRNA),其是組成核糖體的主要成分,核糖體是合成蛋白質的工廠。在大腸桿菌中,rRNA量占細胞總RNA量的75%~85%,而tRNA占15%,mRNA僅占3~5%。 rRNA與多種蛋白結合形成蛋白質的加工“工廠”——核糖體。

tRNA——而“工人”就是折疊成三葉草形的轉運RNA(tRNA),“工人”們一面識別mRNA上的密碼子,一面搬運來相應的氨基酸連接在一起合成多肽。它們把氨基酸搬運到核糖體上,tRNA能根據(jù)mRNA的遺傳密碼,依次準確地將它攜帶的氨基酸,摻入正在合成的肽鏈中,實現(xiàn)肽鏈的延伸。

剩下的RNA

人類基因組中有約30億個堿基,大約只有2%可以編碼蛋白(coding region),剩下大多數(shù)都被轉錄成了RNA?;蚪M技術的發(fā)展使得我們對基因組的理解有了很大的進步,細胞中大量的非編碼RNA被發(fā)現(xiàn),非編碼RNA雖然不編碼蛋白質,但是以調控分子等多種身份參與了重大生命活動的各個層次。下面是整理的一張示意圖,可以更好地幫助大家了解各種RNA的功能。(僅展示較常接觸到的大部分類型的RNA)

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lncRNA(Long non-coding RNA,長鏈非編碼RNA):長度大于 200個核苷酸的非編碼RNA,參與細胞內多種過程調控。

miRNA(MicroRNA):長度約為20-24個核苷酸的小RNA,參與轉錄后基因表達調控。

siRNA(Small interfering RNA,小干擾RNA):長度約20-25個核苷酸的雙股RNA,主要參與RNA干擾(RNAi)現(xiàn)象,以帶有專一性的方式調節(jié)基因的表達。

snRNA (smallnuclearRNA,小核RNA):長度約為100-215個核苷酸,是真核生物轉錄后加工過程中RNA剪接體(spliceosome)的主要成分,參與mRNA前體的加工過程。

scRNA(small cytoplasmic RNA,細胞質小RNA):主要位于細胞質內,主要功能是識別信號肽,參與蛋白質的合成和運輸。

ceRNA(competing endogenous RNAs):是具有miRNA結合位點,能夠競爭性結合miRNA,抑制miRNA對靶基因調控的一類RNA。

ceRNA理論認為,mRNA、假基因、lncRNA、circRNA等均可能通過miRNA反應元(MRE)競爭性結合miRNA,從而抑制miRNA對靶向mRNA的負調控。ceRNA從全新的角度解釋轉錄體如何構建基因表達調控網絡。

端粒酶RNA(Telomerase RNA Component,TERC):是端粒酶的一個組成部分。由端粒酶RNA基因(TERC)編碼。


有關RNA的研究歷史,這個網站有詳細的介紹:

https://www.phd-rna-biology.at/rna-history/

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