核糖核酸 (ribonucleic acid)由至少几十个核糖核苷酸通过磷酸二酯键连接而成的一类核酸,因含核糖而得名,简称RNA。RNA普遍存在于动物、植物、微生物及某些病毒和噬菌体内。RNA和蛋白质的生物合成有密切的关系。在RNA病毒和噬菌体内,RNA是遗传信息的载体。RNA一般是单链线形分子;也有双链的如呼肠孤病毒RNA;环状单链的如类病毒RNA;1983年还发现了有支链的RNA分子。
结构 1965年R.W.霍利等测定了第1个核酸——酵母丙氨酸转移核糖核酸的一级结构即核苷酸的排列顺序。此后,RNA一级结构的测定有了迅速的发展。到1983年,不同来源和接受不同氨基酸的 tRNA巳经弄清楚一级结构的超过280种,5SRNA 175种,58SRNA也有几十种,以及许多 16S rRNA、 18S rRNA、 23S rRNA和26S rRNA。在 mRNA中,如哺乳类珠蛋白 mRNA、鸡卵清蛋白mRNA和许多蛋白质激素和酶的mRNA等也弄清楚了。此外还测定了一些小分子 RNA如sn RNA和病毒感染后产生的RNA的核苷酸排列顺序。类病毒RNA也有5种已知其一级结构,都是环状单链。 MS2RNA、烟草花叶病毒RNA、小儿麻痹症病毒RNA是已知结构中比较大的RNA。
除一级结构外,RNA分子中还有以氢键联接碱基(A对U;G对C)形成的二级结构。RNA的三级结构,其中研究得最清楚的是 tRNA,1974年用X射线衍射研究酵母苯丙氨酸tRNA的晶体,已确定它的立体结构呈倒L形(见转移核糖核酸)。
RNA一级结构的测定常利用一些具有碱基专一性的工具酶,将RNA降解成寡核苷酸,然后根据两种(或更多)不同工具酶交叉分解的结果,测出重叠部分,来决定RNA的一级结构。举例如下:
RNA的种类:
在生物体内发现主要有三种不同的RNA分子在基因的表达过程中起重要的作用它们是信使RNA(messengerRNA,mRNA)、转移(tranfer RNA,tRNA)、核糖体RNA(ribosomal RNA,rRNA)RNA含有四种基本碱基,即腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶此外还有几十种稀有碱基
RNA的一级结构主要是由AMP、GMP、CMP和UMP四种核糖核苷酸通过3',5'磷酸二酯键相连而成的多聚核苷酸链天然RNA的二级结构,一般并不像DNA那样都是双螺旋结构,只有在许多区段可发生自身回折,使部分A-U、G-C碱基配对,从而形成短的不规则的螺旋区不配对的碱基区膨出形成环,被排斥在双螺旋之外RNA中双螺旋结构的稳定因素,也主要是碱基的堆砌力,其次才是氢键每一段双螺旋区至少需要4~6对碱基对才能保持稳定在不同的RNA中,双螺旋区所占比例不同RNA的二级结构细胞内有三类主要的核糖核酸,即:mRNA、rRNA、tRNA它们各有特点在大多数细胞中RNA的含量比DNA多5~8倍大肠杆菌RNA的性质
mRNA
生物的遗传信息主要贮存于DNA的碱基序列中,但DNA并不直接决定蛋白质的合成而在真核细胞中,DNA主要贮存于细胞核中的染色体上,而蛋白质的合成场所存在于细胞质中的核糖体上,因此需要有一种中介物质,才能把DNA 上控制蛋白质合成的遗传信息传递给核糖体现已证明,这种中介物质是一种特殊的RNA这种RNA起着传递遗传信息的作用,因而称为信使RNA(message RNA,mRNA)
mRNA的功能就是把DNA上的遗传信息精确无误地转录下来,然后再由mRNA的碱基顺序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在真核生物中,转录形成的前体RNA中含有大量非编码序列,大约只有25%序列经加工成为mRNA,最后翻译为蛋白质因为这种未经加工的前体mRNA(pre-mRNA)在分子大小上差别很大,所以通常称为不均一核RNA(heterogeneous nuclear RNA,hnRNA)
tRNA
如果说mRNA是合成蛋白质的蓝图,则核糖体是合成蛋白质的工厂但是,合成蛋白质的原材料——20种氨基酸与mRNA的碱基之间缺乏特殊的亲和力因此,必须用一种特殊的RNA——转移RNA(transfer RNA,tRNA)把氨基酸搬运到核糖体上,tRNA能根据mRNA的遗传密码依次准确地将它携带的氨基酸连结起来形成多肽链每种氨基酸可与1-4种tRNA相结合,现在已知的tRNA的种类在40 种以上
tRNA是分子最小的RNA,其分子量平均约为27000(25000-30000),由70到90个核苷酸组成而且具有稀有碱基的特点,稀有碱基除假尿嘧啶核苷与次黄嘌呤核苷外,主要是甲基化了的嘌呤和嘧啶这类稀有碱基一般是在转录后,经过特殊的修饰而成的
1969年以来,研究了来自各种不同生物,:如酵母、大肠杆菌、小麦、鼠等十几种tRNA的结构,证明它们的碱基序列都能折叠成三叶草形二级结构(图3-23),而且都具有如下的共性:
① 5’末端具有G(大部分)或C
② 3’末端都以ACC的顺序终结
③ 有一个富有鸟嘌呤的环
④ 有一个反密码子环,在这一环的顶端有三个暴露的碱基,称为反密码子(anticodon)反密码子可以与mRNA链上互补的密码子配对
⑤ 有一个胸腺嘧啶环
rRNA
核糖体RNA(ribosomal RNA,rRNA)是组成核糖体的主要成分核糖体是合成蛋白质的工厂在大肠杆菌中,rRNA量占细胞总RNA量的75%-85%,而tRNA占15%,mRNA仅占3-5%
rRNA一般与核糖体蛋白质结合在一起,形成核糖体(ribosome),如果把rRNA从核糖体上除掉,核糖体的结构就会发生塌陷原核生物的核糖体所含的rRNA有5S、16S及23S三种S为沉降系数(sedimentation coefficient),当用超速离心测定一个粒子的沉淀速度时,此速度与粒子的大小直径成比例5S含有120个核苷酸,16S含有1540个核苷酸,而23S含有2900个核苷酸而真核生物有4种rRNA,它们分子大小分别是5S、58S、18S和28S,分别具有大约120、160、1900和4700个核苷酸
rRNA是单链,它包含不等量的A与U、G与C,但是有广泛的双链区域在双链区,碱基因氢键相连,表现为发夹式螺旋
rRNA在蛋白质合成中的功能尚未完全明了但16 S的rRNA3’端有一段核苷酸序列与mRNA的前导序列是互补的,这可能有助于mRNA与核糖体的结合
snRNA
除了上述三种主要的RNA外,细胞内还有小核RNA(small nuclearRNA,snRNA)它是真核生物转录后加工过程中RNA剪接体(spilceosome)的主要成分现在发现有五种snRNA,其长度在哺乳动物中约为100-215个核苷酸snRNA一直存在于细胞核中,与40种左右的核内蛋白质共同组成RNA剪接体,在RNA转录后加工中起重要作用另外,还有端体酶RNA(telomeraseRNA),它与染色体末端的复制有关;以及反义RNA(antisenseRNA),它参与基因表达的调控
上述各种RNA分子均为转录的产物,mRNA最后翻译为蛋白质,而rRNA、tRNA及snRNA等并不携带翻译为蛋白质的信息,其终产物就是RNA
RNA(核糖核酸),是存在于生物细胞以及部分病毒、类病毒中的遗传信息载体。RNA由核糖核苷酸经磷酸二酯键缩合而成长链状分子。
与DNA的区别:
一、组成的区别:
1、RNA由核糖核苷酸经磷酸二酯键缩合而成长链状分子。一个核糖核苷酸分子由磷酸,核糖和碱基构成。RNA的碱基主要有4种,即A腺嘌呤、G鸟嘌呤、C胞嘧啶、U尿嘧啶。
2、DNA分子巨大,由核苷酸组成。核苷酸的含氮碱基为A腺嘌呤、G鸟嘌呤、C胞嘧啶及T胸腺嘧啶;戊糖为脱氧核糖。
二、分类的区别:
1、RNA可分为:
mRNA:在蛋白分子合成过程中,作为“信使”分子,将基因组DNA的遗传信息(即碱基排列顺序)传递至核糖体,使核糖体能够以其碱基排列顺序掺入互补配对的tRNA分子,进而合成正确的肽链,实现遗传信息向蛋白质分子的转化。
tRNA:把氨基酸搬运到核糖体上,tRNA能根据mRNA的遗传密码,依次准确地将它携带的氨基酸,掺入正在合成的肽链中,实现肽链的延伸。与正在进行翻译的mRNA结合,而后rRNA将各个氨基酸残基通过肽键连接成肽链进而构成蛋白质分子。
rRNA:一般与核糖体蛋白质结合在一起,形成核糖体。
2、DNA可分为:
单链DNA:大部分DNA以双螺旋结构存在,但一经热或碱处理就会变为单链状态。单链DNA就是指以这种状态存在的DNA。单链DNA在分子流体力学性质、吸收光谱、碱基反应性质等方面都和双链DNA不同。
闭环DNA:没有断口的双链环状DNA,亦称为超螺旋DNA。由于具有螺旋结构的双链各自闭合,结果使整个DNA分子进一步旋曲而形成三级结构。从细胞中提取出来的质粒或病毒DNA都含有闭环和开环这二种分子。
模板DNA:可以是单链分子,也可以是双链分子,可以是线状分子,也可以是环状分子(线状分子比环状分子的扩增效果稍好)。
互补DNA:构成基因的双链DNA分子用一条单链作为模板,转录产生与其序列互补的信使RNA分子,然后在反转录酶的作用下,合成一条与mRNA序列互补的单链DNA,最后再以单链DNA为模板合成另一条与其互补的单链DNA,两条互补的单链DNA分子组成一个双链cDNA分子。
三、功能的区别:
1、RNA的功能:
mRNA是依据DNA序列转录而成的蛋白质合成模板;tRNA是mRNA上遗传密码的识别者和氨基酸的转运者;rRNA是组成核糖体的部分,而核糖体是蛋白质合成的机械。
细胞中还有许多种类和功能不一的小型RNA,可调节基因表达。而其他如I、II型内含子、RNaseP、HDV、核糖体RNA等等都有催化生化反应过程的活性,即具有酶的活性,这类RNA被称为核酶。
2、DNA的功能:
DNA有传递遗传信息的功能,而蛋白质则是由DNA的指令合成的。鉴定亲子关系用得最多的是DNA分型鉴定。人的血液、毛发、唾液、口腔细胞等都可以用于用亲子鉴定,十分方便。
DNA是人身体内细胞的原子物质。每个原子有46个染色体,另外,男性的精子细胞和女性的卵子,各有23个染色体,当精子和卵子结合的时候。这46个原子染色体就制造一个生命,因此,每人从生父处继承一半的分子物质,而另一半则从生母处获得。
参考资料来源:百度百科-核糖核酸
参考资料来源:百度百科-脱氧核糖核酸
RNA是核糖核酸的缩写。RNA由核糖核苷酸经磷酸二酯键缩合而成长链状分子。一个核糖核苷酸分子由磷酸,核糖和碱基构成。
RNA是什么
RNA是核糖核酸的缩写,存在于生物细胞以及部分病毒、类病毒中的遗传信息载体。
RNA是以DNA的一条链为模板,以碱基互补配对原则,转录而形成的一条单链,主要功能是实现遗传信息在蛋白质上的表达,是遗传信息向表型转化过程中的桥梁。在此过程中,转运RNA是携带与三联体密码子对应的氨基酸残基与正在进行翻译的mRNA结合,而后核糖体RNA将各个氨基酸残基通过肽键连接成肽链进而构成蛋白质分子。
RNA在细胞中的分布DNA主要分布于细胞核中,另外细胞质的线粒体和叶绿体中也有少量的DNA。
DNA和RNA两种核酸分子都是多聚体,但是它们的聚合程度有所不同。DNA聚合程度高,易于甲基绿结合;RNA聚合程度低易于吡罗红结合。所以当吡罗红与甲基绿混在一起作为染料时吡罗红与核仁、细胞质中的RNA选择性结合,从而显示红色;甲基绿与染色质中的DNA选择性结合,从而显示绿色。
RNA的作用在细胞中,根据结构功能的不同,RNA主要分三类,即tRNA、rRNA,以及mRNA。mRNA是依据DNA序列转录而成的蛋白质合成模板;tRNA是mRNA上遗传密码的识别者和氨基酸的转运者;rRNA是组成核糖体的部分,而核糖体是蛋白质合成的机械。
核糖核酸(简称RNA)
RiboNucleic Acid
由至少几十个核糖核苷酸通过磷酸二酯键连接而成的一类核酸,因含核糖而得名,简称RNA。RNA普遍存在于动物、植物、微生物及某些病毒和噬菌体内。RNA和蛋白质生物合成有密切的关系。在RNA病毒和噬菌体内,RNA是遗传信息的载体。RNA一般是单链线形分子;也有双链的如呼肠孤病毒RNA;环状单链的如类病毒RNA;1983年还发现了有支链的RNA分子
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