简述三种RNA在蛋白质合成中的作用?

2021-09-09 10:50:53 0阅读

答: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(tranferRNA,tRNA)、核糖体RNA(ribosomalRNA,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

答: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(tranferRNA,tRNA)、核糖体RNA(ribosomalRNA,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(messageRNA,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(heterogeneousnuclearRNA,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(transferRNA,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:①5’末端具有G(大部分)或C。②3’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(ribosomalRNA,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(sedimentationcoefficient),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、5.8S、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16S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(smallnuclearRNA,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。

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