三、RNA结构与功能
(一)mRNA
1.遗传信息从DNA分子抄录到RNA分子的过程称为转录(transcription)。
2.从DNA分子转录的RNA分子中,有一类可作为蛋白质生物合成的模板,称为信使RNA(mRNA)。
3.mRNA约占细胞RNA总量的1%~5%。
4.mRNA种类很多。
5.mRNA一般都不稳定,代谢活跃,更新迅速,寿命较短。
6.真核生物mRNA结构的特点
(一)5′-末端有帽子结构。
①所谓帽子结构就是5′-端第1个核苷酸都是甲基化鸟嘌呤核苷酸,它以5′-端三磷酸酯键与第2个核苷酸的5′-端相连,而不是通常的3′,5′-磷酸二酯键。
②帽子结构中的核苷酸大多数为7-甲基鸟苷(m7G)。
③帽子结构的功能是保护mRNA免受核酸酶从5′-端开始对它的降解,并且在翻译中起重要作用。
(一)mRNA
6.真核生物mRNA结构的特点
(二)3′端绝大多数均带有多聚腺苷酸(polyA)尾巴,PolyA尾巴是以无模板的方式添加的,因为在基因的3′-端并没有多聚腺苷酸序列。PolyA尾巴可以增加mRNA的稳定性,维持mRNA的翻译活性。
(三)分子中可能有修饰碱基,主要是甲基化。
(四)分子中有编码区与非编码区。
(五)非编码区(UTR)位于编码区的两端,即5′-端和3′-端。
(六)5′非编码区有翻译起始信号。
(七)3′-端UTR中丰富的AU序列可能与mRNA的不稳定有关。
7.原核生物mRNA结构的特点
(一)原核生物mRNA是多顺反子,每分子mRNA带有几种蛋白质的遗传信息(来自几个结构基因)。
(二)在编码区的序列之间有间隔序列,间隔序列中含有核糖体识别、结合部位。
(三)在5′端和3′端也有非编码区。
(四)mRNA5′端无帽子结构,3′端一般无多聚A尾巴。
(五)mRNA一般没有修饰碱基,其分子链不被修饰。
(二)tRNA
1.在蛋白质合成过程中按照mRNA指定的顺序将氨基酸运送到核糖体进行肽链的合成。
2.tRNA约占总RNA的15%
3.共同特征
(一)tRNA是单链小分子。
(二)tRNA含有很多稀有碱基。
(三)tRNA的5′-末端总是磷酸化,5′-末端核苷酸往往是pG。
(四)tRNA的3′-端是CCA-OH这一序列是tRNA结合和转运任何氨基酸而生成氨基酰tRNA时所必不可少的,激活的氨基酸连接于此3′-末端羟基上。
(五)tRNA分子中约半数的碱基通过链内碱基配对互相结合,形成双螺旋,从而构成tRNA的二级结构,形状类似于三叶草,含4个环和4个臂。
(六)包括二氢尿嘧啶环(DHU环)、可变环(或称附加叉)、TψC环(在tRNA第54~56位是T中C)和反密码环(由7个碱基组成,其中中间3个碱基构成反密码子)。
(七)tRNA的三级结构是倒L型。
(三)rRNA
1.细胞内含量最丰富的RNA,约占细胞总RNA的80%以上。
2.与核糖体蛋白共同构成核糖体,后者是蛋白质合成的场所。
3.原核细胞核糖体沉降系数为70S,由50S和30S两个大小亚基组成。
4.真核细胞核糖体的沉降系数为80S,40S小亚基含18SrRNA及30多种蛋白质,60S大亚基含3种rRNA(28S,5.8S,5S)以及大约45种蛋白质。