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有证据表明 RNA 在生命史上早于 DNA,在这个古老的世界,RNA 是万事通。它可以携带遗传指令,也可以像酶一样发挥作用,引发生命所需的反应。 (图1 生物界核心遗传调控分子) 地球上的每一种生物—从最小的微生物到最高的树,从最简单的病毒到人类的复杂性——都是建立在编码在分子中的指令之上的,这些分子非常小,以至于肉眼看不见。然而,这些分子以惊人的精确度控制着生命的编排。这场分子芭蕾的核心是两个重要的参与者:DNA 和 RNA。RNA 的核糖具有额外的氧原子,使其反应性更强,因此更适合短期角色。RNA 通常是单链的,尽管它可以折叠成复杂的形状。双螺旋使 DNA 变得刚性和保护性;RNA的灵活性使其成为执行多样化、适应性强的任务的理想分子。
(图2 16种常见RNA)
(图3 mRNA调节功能示意图 [1]) mRNA 是一种单链 RNA 分子,充当将遗传信息从 DNA 转移到蛋白质合成的中介。通过转录和 RNA 剪接,mRNA 将编码信息从基因传递到核糖体,在那里它被翻译成特定的氨基酸序列。 结构:由核苷酸组成,每个核苷酸由磷酸基团、核糖和含氮碱基(腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和尿嘧啶(U))组成。尿嘧啶取代 DNA 中的胸腺嘧啶(T)。 功能:在蛋白质合成过程中充当模板或信使,将遗传信息从细胞核中的 DNA 转移到合成蛋白质的核糖体。这种遗传信息的传递称为转录,是分子生物学中心法条中的关键步骤。
(图4 rRNA调节功能示意图 [2]) rRNA 是一种非编码 RNA,在蛋白质合成中起着至关重要的作用。它构成核糖体的主要成分,负责将遗传信息转化为蛋白质。 结构:主要分为两种类型,大亚基(LSU)和小亚基(SSU)。 在细菌等原核生物中,LSU 由单个小 rRNA 分子和单个大 rRNA 分子以及核糖体蛋白组成。SSU 含有一个小的 rRNA 分子。 在人类等真核生物中,LSU 由两个小 rRNA 分子和一个大 rRNA 分子以及 70 多种核糖体蛋白组成。SSU 含有一个小的 rRNA 分子。 功能:核糖体的生物发生:rRNA 的合成及其随后与核糖体蛋白的组装是核糖体生物发生的重要步骤。 核糖体亚基的形成:原核和真核核糖体都由两个亚基组成,一个较大的亚基和一个较小的亚基。在 mRNA 的翻译过程中,这些亚基聚集在一起形成功能性核糖体。 核糖体的定位:核糖体可以与内质网(ER)相关,也可以作为自由漂浮的颗粒存在于细胞质中。游离核糖体合成在细胞质内发挥作用的蛋白质。
(图5 snoRNA调节功能示意图 [3]) tRNA是参与蛋白质合成的关键分子,充当mRNA和蛋白质氨基酸序列之间的接头。 结构:一级结构由5' 端、3' 端、D 环和 TC 环组成。二级结构由碱基对D臂、T臂、双臂和尖端臂组成。三级结构由形成 L 形和 D 形区域的非共价相互作用驱动。 【打印本页】【关闭窗口】 |