
内的细胞含有大约10皮克的RNA和大约7皮克的DNA。相较于DNA,RNA的种类更为丰富,分子量较小,并且含量变化较大。根据结构和功能的不同,RNA可以被分为信使RNA和非编码RNA。非编码RNA又可分为非编码大RNA和非编码小RNA。
非编码大RNA中,包括核糖体RNA以及长链非编码RNA,即lncRNA,其长度大约在300至1000核苷酸之间。而非编码小RNA则包括转移RNA、核酶以及小分子RNA等。小分子RNA的长度大约在20至300核苷酸之间,如miRNA、siRNA、piRNA、scRNA、snRNA以及snoRNA等。就连细菌也有小分子RNA,它们的长度大约在50至500核苷酸之间。
接下来,让我们简要探讨一下信使RNA和转移RNA。
信使RNA,即mRNA,是在1960年首次被发现。它在蛋白质的合成过程中扮演着传递遗传信息、直接指导蛋白质合成的角色。它具有以下特点:
1. 含量较低,仅占细胞总RNA的1%-5%。
2. 种类众多,多达10万种以上。不同的基因表达不同的mRNA。
3. 生命周期短暂,不同的mRNA指导合成不同的蛋白质,完成任务后就会被降解。细菌的mRNA平均半衰期约为1.5分钟,而脊椎动物的mRNA半衰期差异极大,但平均约为3小时。
4. 长度差异显著,哺乳动物mRNA的长度在510至110核苷酸之间。
尽管原核生物和真核生物的mRNA在结构上存在差异,但它们在功能上是相似的,都是作为蛋白质合成的模板。
而转移RNA,即tRNA,它在蛋白质合成过程中负责转运氨基酸并解读mRNA的遗传密码。tRNA占细胞总RNA的10%-15%,大部分存在于细胞质中。Crick在1955年提出了tRNA的存在,而在1957年由Zamecnik和Hoagland鉴定出来。
tRNA的一级结构特点包括:1.它是一种单链小分子RNA,长度为73至95核苷酸,其有序列为76核苷酸,沉降系数为4S。2.它是含有稀有碱基最多的RNA,含有7至15个稀有碱基,约占全部碱基的15%-20%,这些稀有碱基位于非配对区。3.它的5′末端碱基通常是鸟嘌呤。4.它的3′端是CCA序列,其中的腺苷酸被称为A76,其3′-羟基是氨基酸的结合位点。
至于tRNA的二级结构,大约有50%的碱基是配对的,形成了四段双螺旋,与五段非配对序列一起形成了三叶草形状的结构。这个结构中包含了四臂四环:氨基酸臂、二氢尿嘧啶臂(包括DHU臂和二氢尿嘧啶环)、反密码子臂和反密码子环以及TC臂和TC环。还有额外环,其长度约为3至21核苷酸。
tRNA的三级结构呈现L形,一端是氨基酸的结合位点,另一端是反密码子环。DHU环和TC环虽然在一级和二级结构中位于两侧,但在三级结构中却是相邻的。尽管各种tRNA的长度和序列可能不同,但它们的三级结构相似,这提示我们三级结构与tRNA的功能密切相关。
接下来我们将深入探讨核糖体RNA的相关知识。
