分类
概述
人体一个细胞含RNA约10pg(含DNA约7pg)。与DNA相比,RNA种类繁多,分子量较小,含量变化大。RNA可根据结构和功能的不同分为信使RNA和非编码RNA。非编码RNA分为非编码大RNA和非编码小RNA。非编码大RNA包括核糖体RNA、长链非编码RNA。非编码小RNA包括转移RNA、核酶、小分子RNA等。小分子RNA(20~300nt)包括 miRNA、 SiRNA、 piRNA、scRNA、 snRNA、 snoRNA等,细菌也有小分子RNA(50~500nt)。2
名称 | 功能 | 存在 |
---|---|---|
信使RNA(mRNA) | 翻译模板。 | 所有的生物 |
转移RNA(tRNA) | 携带氨基酸,参与翻译。 | 所有的生物 |
核糖体RNA(rRNA) | 核糖体组分,参与翻译。 | 所有的生物 |
核小RNA(snRNA) | 参与真核细胞核mRNA前体的剪接。 | 真核生物 |
核仁小RNA(snoRNA) | 参与古菌和真核生物rRNA前体的后加工。 | 真核生物和古菌 |
微RNA(microRNA或miRNA) | 主要在翻译水平上抑制特定基因的表达。 | 绝大多数真核生物 |
增强子RNA(eRNA) | 在真核生物的增强子区域转录产生的一类非编码RNA,其功能是对附近的基因表达进行调控。 | 真核生物 |
小干扰RNA(siRNA) | 主要在翻译水平上抑制特定基因的表达。 | 真核生物 |
小激活RNA(saRNA) | “瞄准”特定基因的启动子,激活它们的转录。 | 某些真核生物 |
piRNA或piwi RNA | 反转位子的基因沉默,对于胚胎发育和某些动物的精子发生十分重要。 | 脊椎动物或无脊椎动物的生殖细胞 |
长非编码RNA(lncRNA) | 在基因表达的多个环节调节基因的表达。 | 真核生物 |
7SL RNA | 作为SRP的一部分,参与蛋白质的定向和分泌。 | 真核生物和古菌 |
7SK RNA | 抑制RNA聚合酶Ⅱ催化的转录延伸。 | 脊椎动物 |
RMRP RNA | 参与线粒体DNA复制过程中RNA引物的加工;参与rRNA的后加工;参与切除一种阻滞细胞周期的蛋白质的mRNA的5'非翻译序列,而促进细胞周期的前进。 | 真核生物 |
转移信使RNA(tmRNA) | 兼有mRNA和tRNA的功能,参与原核生物无终止密码子的mRNA的抢救翻译。 | 细菌 |
crRNA | 锁定外来核酸,引导Cas蛋白将外来核酸水解。 | 绝大多数原核生物 |
tracrRNA | 与crRNA结合,引导Cas蛋白。 | 绝大多数原核生物 |
向导RNA(gRNA) | 参与锥体虫线粒体mRNA的编辑。 | 某些真核生物 |
类病毒 | 最小的感染性致病因子。 | 植物 |
端聚酶RNA | 作为端聚酶的模板,有助于端粒DNA的完整。 | 真核生物 |
核开关或RNA开关(riboswitch) | 在转录或翻译水平上调节基因的表达。 | 原核生物和少数低等的真核生物 |
核酶 | 催化特定的生化反应,如核糖核酸酶P和核糖体上的转肽酶。 | 原核或真核生物以及某些RNA病毒 |
环状非编码RNA(circRNA) | 作为竞争性内源RNA,参与调控细胞内特定miRNA的功能;还可与细胞内一些RNA结合蛋白结合,调节这些蛋白质与其他RNA之间的相互作用。 | 主要是真核生物 |
Xist RNA | 促进哺乳动物一条X染色体转变成高度浓缩的巴氏小体(Barr body)。 | 雌性哺乳动物7 |
信使RNA
信使RNA(mRNA)最早发现于1960年,在蛋白质合成过程中负责传递遗传信息、直接指导蛋白质合成,具有以下特点。2
1.含量低,占细胞总RNA的1%~5%。2
2.种类多,可达105种。不同基因表达不同的mRNA。2
3.寿命短,不同mRNA指导合成不同的蛋白质,完成使命后即被降解。细菌mRNA的平均半衰期约为1.5分钟。脊椎动物mRNA的半衰期差异极大,平均约为3小时。2
4.长度差异大哺乳动物mRNA长度为5×102~1×105nt原核生物与真核生物的mRNA虽然在结构上有差异,但功能一样,都是指导蛋白质合成的模板。2
转移RNA
转移RNA(tRNA)在蛋白质合成过程中负责转运氨基酸、解读mRNA遗传密码。tRNA占细胞总RNA的10%~15%,绝大多数位于细胞质中。tRNA由Crick于1955年提出其存在,Zamecnik和 Hoagland于1957年鉴定。2
1.tRNA一级结构
具有以下特点:2
①是一类单链小分子RNA,长73~95nt(共有序列76nt),沉降系数4S。2
②是含稀有碱基最多的RNA,含7-15个稀有碱基(占全部碱基的15%~20%),位于非配对区。2
③5′末端碱基往往是鸟嘌呤。2
④3'端是CCA序列,其中的腺苷酸常称为A76,其3’—OH是氨基酸结合位点。2
2.tRNA二级结构
约50%碱基配对,形成四段双螺旋,与五段非配对序列形成三叶草形结构。该结构中存在四臂四环:
①氨基酸臂。2
②二氢尿嘧啶臂(DHU臂、D臂)和二氢尿嘧啶环(DHU环、D环),特征是含二氢尿嘧啶(DHU、D)。2
③反密码子臂和反密码子环,特征是反密码子环含反密码子。反密码子5′端与尿苷酸连接,3′端与嘌呤核苷酸连接。TΨC臂(T臂)和TΨC环(Ψ环),特征是TΨC环含胸腺嘧啶核糖核苷酸T54假尿苷酸Ψ55胞苷酸C56。2
④额外环3~21nt。2
3.tRNA三级结构
呈L形,氨基酸结合位点位于其一端,反密码子环位于其另一端,DHU环和TΨC环虽然在二级结构中位于两侧,但在三级结构中却相邻。尽管各种tRNA的长度和序列不尽相同,但其三级结构相似,提示三级结构与其功能密切相关。2
核糖体RNA
核糖体RNA(rRNA)与核糖体蛋白构成一种称为核糖体的核蛋白颗粒。一个大肠杆菌中约有15000个核糖体。2
1.核糖体组成和结构
原核生物和真核生物的核糖体都由一个大亚基和一个小亚基构成,两个亚基都由rRNA和核糖体蛋白构成。核糖体、核糖体亚基及rRNA的大小一般用沉降系数表示。2
2.核糖体RNA特点
(1)含量高,rRNA是细胞内含量最高的RNA,占细胞总RNA的80%~85%。2
(2)寿命长,rRNA更新慢,寿命长。2
(3)种类少,原核生物有5S、16S、23s三种rRNA,约占核糖体质量的66%(其中5S,23SrRNA占核糖体大亚基的70%,16S rRNA占核糖体小亚基的60%);真核生物主要有5S、5.8S、18S、28S四种rRNA,另有少量线粒体rRNA、叶绿体rRNA。大肠杆菌16SrRNA的3'端有一段保守序列 ACCUCCU,可与mRNA中的SD序列互补结合。5 SrRNA有两段保守序列也已被鉴定:2
① CGAAC,可以与tRNA的TΨC环的GTCG互补结合。2
② GCGCCGAAUGGUAGU,可以与23SrRNA中的一段序列互补结合。2
3.核糖体种类
原核生物只有一类核糖体,
来源: 百度百科
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