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RNA含有核酸和尿嘧啶, 通常是单链

RNA与DNA的不同之处

  1. RNA骨架含有核糖,而不是2’-脱氧核糖,在核糖的2号位置上是一个OH。
  2. RNA中尿嘧啶取代了胸腺嘧啶，通常是单链。
  3. RNA可以自身折叠形成局部双螺旋,具有非沃森克里克碱基配对,而不是DNA那种长的、规则的螺旋形式。
  4. RNA可折叠成复杂的三级结构,常折叠成包括不规则的碱基配对的复杂的三级结构。
  5. RNA可以是酶。(这一点为功能上不同)

RNA的种类与功能

  1. mRNA是从基因到蛋白质合成的媒介;
  2. tRNA作为mRNA上密码子与氨基酸的接头分子;
  3. rRNA是核糖体的组成部分;
  4. siRNA或miRNA还是一种调节分子,通过和mRNA互补序列的结合对翻译过程进行调控;
  5. 还有一些 RNA(包括组成核糖体的一种结构 RNA)是在细胞中催化一些重要反应的酶,如 RNAse P;
  6. RNA是某些病毒的遗传物质;
  7. snRNA在RNA剪接过程中,在剪接体内发挥作用,识别内含子与外显子交界处的特异序列,可能直接参与催化了剪接过程。

一些RNA的结构与功能

RNA的结构一般以单链形式存在,在局部可形成双螺旋结构,呈茎环或发卡结构。RNA是AMP、GMP、CMP、UMP通过3,-5,磷酸二酯键形成的线性多聚体,组成RNA的是核糖,碱基中RNA的U替代DNA中的T,此外,RNA还有一些稀有碱基。

mRNA的结构与功能

真核生物 mRNA的一级结构都是单顺反子,有 5,端帽子和 3,端 poly A结构,原核 mRNA是多顺反子,由先导区、插入序列、编码区和末端序列组成,没有5,端帽子和3,端polyA结构。
mRNA的功能是把DNA上的遗传信息精确无误地转录下来,然后再由mRNA的碱基序列决定蛋白质的氨基酸顺序，完成基因表达过程中的遗传信息传递过程。

tRNA的结构与功能

tRNA通常由 73-93个核苷酸组成,含有较多的稀有碱基,3,末端为 CCA-OH,用来接收活化的氨基酸,5,端大多为 G或 C。tRNA二级结构为三叶草型,三级结构为倒 L型。
tRNA是具有携带并转运氨基酸功能的一类小分子核糖核酸,其功能是携带氨基酸进入核糖体,在 mRNA指导下合成蛋白质。

rRNA的结构与功能

rRNA是细胞中含量最多的RNA,rRNA单独存在时不执行其功能,它与多种蛋白质结合成核糖体,为蛋白质提供场所。

RNA链自身折叠形成局部双螺旋，类似A-DNA

RNA螺旋互补序列间形成的碱基配对区,有多种茎-环结构

Psuedoknot:

假结(pseudoknot):除此RNA相邻螺旋互补序列间形成碱基配对区外，碱基配对也可以发生在不相邻(不连续)序列中,形成假节。

非Watson-Crick配对的G:U配对

G:U配对之间有两个氢键,这一额外的非W-C配对使得RNA更易于形成双螺旋结构, RNA自我配对能力增强，常出现局部碱基配对，形成双螺旋结构。

双螺旋RNA类似于?-DNA的结构

RNA骨架上 2’-OH的存在阻止 RNA形成 B型螺旋,因此双螺旋 RNA更类似于 A-DNA的结构:它的小沟宽且浅,没有序列特异性信息;它的大沟狭且深,与它相互作用的蛋白质的氨基酸侧链难以接近它,因此RNA不适合与蛋白质进行序列特异性的相互作用,一般来说是非特异性的。

RNA可折叠成复杂的三级结构

RNA骨架上没有配对的区域可以不受限制地自由旋转。但RNA常常折叠成包括不规则碱基配对的复杂三级结构，如tRNA中的三碱基对以及碱基与骨架的相互作用。

一些RNA可以是酶类

核酶(ribozyme):是指一类具有催化功能的 rna分子，通过催化靶位点 rna链中磷酸二酯键的断裂，特异性地剪切底物rna分子，从而阻断基因的表达。其催化功能与其空间结构有密切关系，目前已知的核酶包括rnasep和锤头状核酶等。

rnase p:是最早发现的核酶之一,它是一种内切核糖核酸酶,由 rna和蛋白质组成,但起催化作用的只有rna,蛋白质组分中和了rna上的负电荷,使rnasep可与带负电的底物有效结合,从而促进反应进行。参与从大的rna前体生成trna的过程，它可以特异地剪切rna前体5’端的前导片段，进而形成成熟的、有功能的trna。

生命是否起源于RNA世界?

核糖体中负责形成肽键的组分肽酰转移酶是RNA,作用于P中心或C中心的核酶的发现表明,生命可能起源于RNA

考点补充

DNA比RNA稳定原因

  1. RNA的磷酸酯键容易被碱水解，而DNA的磷酸酯键不易水解。
  2. DNA是双螺旋结构，两条链之间存在氢键作用力，且碱基对平面之间具有堆积力，维持DNA稳定性。
  3. 双螺旋结构相邻碱基对之间的距离为0.34nm,而嘌呤环和嘧啶环的范德华力半径刚好为0.17nm,因此范德华力加强疏水作用。
  4. RNA的$2’-OH$比DNA的$2’-H$更加活跃，故更不稳定。

前沿-lncRNA

长链非编码RNA(Long non-coding RNA, lncRNA)是指长度超过200个核苷酸的一类RNA分子，它们不编码蛋白质，但在基因表达调控中发挥着重要作用。lncRNA可通过多种机制影响基因转录、剪接、翻译及表观遗传修饰，参与细胞分化、发育、疾病等多种生物学过程。

作用机制:

  1. 编码蛋白的基因上游启动子区转录，干扰下游基因的表达；
  2. 抑制 RNA 聚合酶II或者介导染色质重构以及组蛋白修饰，影响下游基因的表达
  3. 与编码蛋白基因的转录本形成互补双链，干扰 mRNA 的剪切，形成不同的剪切形式
  4. 与编码蛋白基因的转录本形成互补双链，在Dicer酶的作用下产生内源性siRNA
  5. 与特定蛋白质结合, lncRNA 转录本可调节相应蛋白的活性
  6. 作为结构组分与蛋白质形成核酸蛋白质复合体
  7. 结合到特定蛋白质上，改变该蛋白质的细胞定位
  8. 作为小分子RNA(如miRNA, piRNA) 的前体分子

请简述三种 RNA 在蛋白质生物合成中的作用(2015)

mRNA（信使RNA）：mRNA是蛋白质合成的直接模板。它通过转录过程从DNA的基因中复制而来，携带着编码蛋白质氨基酸序列的信息。mRNA上的信息以三联体密码子的形式存在，每个密码子由三个连续的核苷酸组成，应于一个特定的氨基酸。在蛋白质合成的翻译阶段，mRNA的密码子序列被读取，指导tRNA将相应的氨基酸送至核糖体，形成特定的蛋白质序列。

tRNA（转运RNA）：tRNA是蛋白质合成过程中的氨基酸搬运工。每个tRNA分子可以特异性地结合一个氨基酸，并将其运送到正在合成蛋白质的核糖体上。tRNA的3’末端通过酯键携带一个特定的氨基酸，而其5’端有一个反密码子区域，该区域可以识别mRNA上的密码子。当tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子配对时，它携带的氨基酸被添加到正在增长的多肽链上。

rRNA（核糖体RNA）：rRNA是构成核糖体的主要成分之一，核糖体是蛋白质合成的工厂，负责实际的氨基酸聚合。核糖体由rRNA和蛋白质组成，分为大亚基和小亚基。rRNA在核糖体的结构和功能中起着核心作用，它不仅提供核糖体的结构框架，还参与催化肽键的形成，即转肽作用，这是蛋白质合成过程中的关键步骤。核糖体通过rRNA的活
性位点将氨基酸链延伸，最终形成成熟的蛋白质。