分子生物学 总结---RNA

反义RNA：（antisense RNA）
参与转录后调控：
细菌响应环境压力（氧化压力、渗透压、温度等）的改变，产生的一些非编码的小RNA分子，能与mRNA中的特定序列配对并改变所配对mRNA分子的构象，导致翻译过程被开启或者关闭，也可能导致目标mRNA分子的快速降解。

（例如：细菌铁蛋白用来储存细胞中过剩的铁离子，bfr基因编码铁蛋白，anti-bfr基因编码反义RNA。

无论培养基铁离子的高低，bfr基因都正常转录，而anti-bfr基因的转录受到能感受铁离子浓度变化的Fur蛋白的调控。

铁离子过多时，Fur蛋白关闭anti-bfr基因，bfr基因正常翻译；而铁离子过低时，anti-bfr基因转录生成大量反义RNA，与bfr的mRNA配对，阻止细菌铁蛋白基因的翻译。

）
参与DNA复制调控：
在EolE1质粒DNA的复制完全依靠宿主DNA聚合酶Ⅰ，质粒DNA编码两个负调控因子Rop蛋白和反义RNA（RNA1），他们控制了起始DNA复制所必须的引物合成。

RNA1的编码区在引物RNA编码区的5’端，转录方向与引物RNA相反，因此与引物RNA的5’端互补。

RNA1通过氢键配对与引物RNA前体相互作用，阻止了RNaseH加工引物前体，使其不能转换为有活性的引物而对复制起负调控作用。

RNA1不仅控制质粒的拷贝数，而且决定了质粒的不相容性。

RNA1与引物RNA分子的相互作用是可逆的，因此细胞内RNA1的浓度决定了EolE1质粒复制的起始频率。

而另一个负调控因子Rop蛋白能提高RNA1与引物前体的相互作用，从而加强了RNA1的负调控作用。

RNA干涉（RNAi）
利用双链小RNA高效、特异性降解细胞内同源mRNA从而阻断靶基因表达，使细胞出现靶基因缺失的表型。

tRNA
●存在经过特殊修饰的碱基，tRNA3’端都以CCA-OH结束，该位点是tRNA与相应氨基酸结合的位点。

●三叶草二级结构：D臂、反密码臂、多余臂、TΨC臂、受体臂（3’端）；最大的变化发生在多余臂上。

●稀有碱基含量丰富，特别是反密码子3’端临近部位，对于维持反密码子环的稳定性及反密码子、密码子之间的配对很重要。

●所有的tRNA都能够和核糖体的A位点（新进入的氨酰-tRNA的结合位点）和P位点（肽酰-tRNA的结合位点）结合，此时，tRNA分子三叶草型顶端突起部位通过密码子：反密码子的配对与mRNA相结合，而3’端恰好将所运转的氨基酸送到正在延伸的多肽上。

●起始tRNA能被原核生物的起始因子IF-2或真核生物起始因子eIF-2所识别；其他所有的tRNA都能被翻译辅助因子EF-TU（原核）或eEF1（真核）所识别而与核糖体相结合。

●L型三级结构：靠氢键维持。

tRNA所运载的氨基酸必须靠近位于核糖体大亚基上的多肽合成位点，而tRNA上反密码子必须与小亚基上的mRNA相配对，所以分子中两个不同的功能基团是最大限度的分离的。

●tRNA上的性质是由反密码子而不是它所携带的氨基酸所决定的。

●分类：
起始tRNA：一类能特异地识别mRNA模板上起始密码子的tRNA。

原核生物起始tRNA携带甲酰甲硫氨酸（fMet），真核生物起始tRNA携带甲硫氨酸（Met）
同工tRNA（cognate tRNA）：几个代表相同氨基酸、能够被一个特殊的氨酰-tRNA合成酶识别的tRNA。

校正tRNA：可分为无义突变（nonsense mutation）校正、错义突变（missense mutation）校正。

校正tRNA在进行校正的过程中必须与正常的tRNA竞争结合密码子，无义突变的校正tRNA必须与释放因子竞争识别密码子，错义突变的校正必须与该密码正常的tRNA竞争。

无义突变的校正基因tRNA不仅能校正无义突变，也会抑制该基因3’端正常的终止子，导致翻译过程的通读，合成更长的蛋白质。

同样，一个基因的错义突变的校正也能使另一个基因翻译错误，在正常位点引入新的氨基酸。

RNA 的剪接：（RNA splicing ）
从mRNA 前体分子中切除被称为内含子（intron ）的非编码区，并使基因中被称为外显子（exon ）的编码区拼接成成成熟mRNA 的过程。

RNA编辑：（RNA editing）
是某些RNA，特别是mRNA前体的一种加工方式，如插入、删除或取代一些核苷酸残基，导致DNA所编码的遗传信息的改变，因为经过编辑的mRNA序列发生了不同于模板DNA的变化。

介导RNA编辑的机制有：位点特异性的脱氨基作用、引导RNA指导的尿嘧啶插入或删除。

（例：哺乳动物载脂蛋白2153位密码子从CAA突变为UAA，使编码谷氨酰胺的密码子变成了终止密码子，导致在肝、肠中的不同表达。

）
生物学意义：
1、校正作用：有些基因在突变过程中丢失的遗传信息可能通过RNA的编辑得以恢复。

2、调控翻译：通过编辑可以构建或去除起始密码子和终止密码子，是基因表达调控的一种方式。

3、扩充遗传信息：能使基因产物获得新的结构和功能，有利于生物的进化。

指导RNA：（guide RNA）
原生动物及植物线粒体中进行RNA编辑所需的RNA序列，是与已正确编辑的RNA序列互补的一小段RNA，被用来作为向未经编辑的RNA中插入碱基的模板。

RNA的再编码：（RNA recoding）
mRNA在某些情况下不是以固定的方式被翻译，而可以改变原来的编码信息，以不同的方式进行翻译。

其中RNA编码和读码方式的改变，即为RNA recoding。

例如核糖体程序性+1/-1移位、核糖体跳跃、终止子的通读等。

RNA的再编码可以从一个mRNA产生两种或多种相互关联但又不同的蛋白质，这也可能是蛋白质合成的一种调节机制。

RNA的化学修饰：
★包括甲基化、去氨基化、硫代、碱基的同分异构化、二价键的饱和化、核苷酸的替代。

★RNA的化学修饰具有位点特异性。

只含有70~100个核苷酸的核仁（snoRNAs）参与RNA的化学修饰，因为这些RNA能通过碱基配对的方式，把rRNA分子上需要修饰的位点找出来。

一般认为，snoRNA上的D盒（5’-CUGA-3’）是甲基化酶的识别位点。

核酶（ribozyme）：
★是指一类具有催化功能的RNA分子，通过催化靶位点RNA链中磷酸二脂键的断裂，特异性地剪切底物RNA分子，从而阻断基因的表达。

★具有自我剪接能力的RNA大多数都能形成锤头结构（hammerhead structure）。

锤头结构催化切割反应的活性较高，而发夹型核酶催化连接的活性较高。

）
★分为：1、剪切型核酶（只剪不接，能够催化自身的RNA或不同的RNA分子，切下特异的核苷酸序列）；
2、剪接型核酶（具有序列特异的内切核酸酶、RNA连接酶等多种酶活性。

如I类、II类内含子）
★说明RNA即是遗传物质又是酶，为生命起源提供了新思路，为基因治疗提供了新策略（可以人工合成多种核酶以抑制破坏病毒基因或癌基因等有害基因的功能）。