RNA世界假说(RNA world hypothesis):
认为RNA是地球早期生命分子,这些早期分子同时拥有DNA遗传信息储存功能以及蛋白质催化能力,从而支持早期细胞或前细胞生命的运作。
RNA的主要功能:
1)RNA作为酶:可自我复制;可催化简单化学反应;可催化肽键的形成
2)RNA作为信息存储介质:比较脆弱,易水解;不稳定,变异可能性大
3)RNA作为调控物质:(核糖开关:Riboswith)基因表达的调控物质之一,在细菌、植物和古菌中发现,改变其二级结构以响应所结合的代谢物,从而影响转录;(RNA温度计:RNA thermomter)受温度变化而调节基因表达
RNA thermomter
是一类对温度敏感的非编码RNA,能随温度变化调控基因表达,主要调控与热休克和冷休克反应有关的基因,但与致病性、饥饿状态等过程相关的基因调控也有关系;二级结构随温度变化而改变,使RNA上核糖体结合位点RBS等重要区域暴露或隐蔽,进而改变对应编码基因的翻译速率;一般认为,在早期的RNA世界里,RNA温度计的作用是对其他的RNA分子进行温度依赖性的调控,在现代生物中,RNA温度计可以说是一个RNA世界的良好分子化石。有文章是采用RNA温度计的方法找到了一些基因和分子序列的特征,去预测细菌的最佳生长温度。
RNA组:全生命周期合成的RNA分子和共价结构集合
RNA的主要类型:
1)编码RNA:在细胞生物中,mRNA为遗传讯息的传递者,指导蛋白质和合成,被称为编码RNA
2)非编码RNA:没有编码蛋白质能力的RNA则被称为非编码RNA。非编码RNA通过催化生化反应,或调控、参与基因表达过程而发挥相应的生理功能(蛋白合成、调控、修饰、复制等)。但是目前发现在一些长链非编码RNA里,存在一些非常短的区域,她其实也合成短肽,也编码,只不过是编码结束后会立马降解掉,降解速度十分快,以至于现在的一些技术手段很难得捕捉到。所以非编码RNA不一定真得不编码。
RNA的代表类型及功能:
1)信使RNA:
单链RNA,携带遗传信息,利用遗传密码将每个碱基三联体(或密码子)翻译成相应的氨基酸,将遗传信息从DNA传递到核糖体,指导蛋白质合成。在细胞中占比非常低,而且半衰期也很短
2)核糖体RNA:
转录自核糖体DNA,是细胞内含量最多的一类RNA。功能为在mRNA的指导下将氨基酸合成肽链,rRNA与多种蛋白质结合成核糖体,作为蛋白质生物合成的装配机
3)转运RNA
由70-90个核苷酸组成,折叠成三叶草结构。氨酰-tRNA合成酶催化tRNA 3‘端接附特定种类氨基酸。翻译的过程中,tRNA反密码子识别mRNA的密码子,将密码子所对应氨基酸转运至核糖体合成多肽链。由于存在遗传密码简并性,存在多种tRNA与一种氨基酸接附现象。
4)微小RNA
在RNA沉默和基因表达转录后调控中发挥作用,通过与mRNA互补配对,诱导mRNA链被切割,或促使mRNA缩短其poly(A)尾巴而降低稳定性,或降低mRNA翻译成蛋白质的效率
5)长非编码RNA
在表观遗传调控、细胞周期调控和细胞分化调控等众多生命活动中发挥重要作用。
6)小干扰RNA
在RNA干扰通路中起作用。它的干扰具有互补核苷酸序列的特定基因的表达,降解转录后mRNA,从而阻止蛋白翻译过程
(RNA干扰(RNAi):是指一种分子生物学上由双链RNA诱发的基因沉默现象,其机制是通过阻碍特定基因的转录或翻译来抑制基因的表达,RNAi机制普遍存在于动植物,尤其是低等生物中,被认为是进化上相对保守的基因表达调控机制。)
7)环形RNA
是一种单链RNA,表达稳定,不易降解,是RNA领域最新研究热点。在功能上,circRNA分子富含microRNA结合位点,可以解除miRNA对其靶基因的抑制作用,称为竞争性内源RNA机制。
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