RNA的種類與功能介紹

RNA的分類

1. 信使RNA(mRNA)

信使RNA是RNA的一種，主要功能是將DNA上的遺傳信息傳遞到蛋白質合成機器——核糖體上，從而實現蛋白質的。信使RNA的結構簡單，一般由一條單鏈RNA組成。mRNA的長度差異較大，哺乳動物的mRNA長度一般在5×102～1×105個核苷酸，這種長度的差異使得mRNA能夠攜帶更多的遺傳信息。在細胞中，mRNA的含量占到了總RNA的1%～5%，雖然mRNA的含量相對較少，但種類繁多，因為人體中約有2萬多個基因，每個基因都會產生一種mRNA。正是這些含量低的mRNA，承擔著遺傳信息的傳遞，指導蛋白質的合成，從而發揮著巨大的生物學功能。mRNA的壽命相對較短，它們在完成遺傳信息的傳遞任務后，就會被降解。這種短暫的壽命保證了生物體在生長發育過程中，能夠根據需要及時調整蛋白質的合成，從而適應不斷變化的環境。細菌mRNA的平均半衰期約為1.5分鐘，而脊椎動物mRNA的半衰期則差異較大，平均約為3小時。一個完整的mRNA包括5'端帽、5'非翻譯區、編碼區、3'非翻譯區和poly(A)尾鏈。

2. 非編碼RNA(non-coding RNA)

人類基因組DNA核苷酸序列中約93%能被轉錄為RNA,其中僅2%的轉錄產物被翻譯為蛋白質, 余下98%屬于非編碼RNA(ncRNA)。ncRNA在人類基因轉錄后調節細胞生長、分化、增殖中起著相當重要的作用。非編碼RNA是指不直接參與蛋白質合成的RNA，它們在細胞內具有調控基因表達、穩定基因組、調控細胞周期功能。非編碼RNA可分為非編碼大RNA和非編碼小RNA。

(1) 非編碼大RNA

非編碼大RNA包括核糖體RNA(rRNA)和長鏈非編碼RNA(lncRNA)。rRNA即核糖體RNA，rRNA是細胞內最多的RNA，約占總RNA的80%，與蛋白結合組成核糖體，是蛋白質合成的場所。根據沉降系數(指在離心力作用下，溶液中的大分子或顆粒趨向離心管底部的沉降速率的度量單位，以大寫英文字母S表示)的差異，原核生物的rRNA分為5SrRNA、16S rRNA和 23S rRNA三種不同類型。真核生物的rRNA,位于細胞質中的分為4類，即5S rRNA、5.8S rRNA、18SrRNA和28SrRNA，而位于線粒體中的有12S和16S兩種。

lncRNA是一種長度在200～1000nt的RNA，具有高度的異質性，主要參與基因轉錄調控、轉錄后調控、翻譯調控、介導染色體修飾等。

(2) 非編碼小RNA

非編碼小RNA包括轉移RNA(tRNA)、小分子RNA(miRNA、siRNA、piRNA、scRNA、snRNA、snoRNA等))。tRNA是一種長度約為70～90nt的RNA，主要負責將氨基酸運輸到核糖上，解讀mRNA遺傳密碼，參與蛋白質合成。tRNA約占細胞總RNA的10%～15%，絕大多數位于細胞質中，其特點如下：①是一類單鏈小分子RNA，長73～95nt，其中共有序列76nt，沉降系數為4S。②是含稀有堿基最多的RNA，含7～15個稀有堿基，約占全部堿基的15%～20%，位于非配對區。③5′末端堿基往往是鳥嘌呤。④3′端是CCA序列，其中的腺苷酸常稱為A76，其3′-羥基是氨基酸結合位點。小RNA是一類長度在20～300nt的RNA，包括miRNA、siRNA、piRNA、scRNA、snRNA、sRNA等。這些RNA在調控基因表達、調控細胞周期、維持基因組穩定等方面具有重要作用。其中，miRNA是一種長度為22nt的RNA，通過與靶基因的mRNA結合，抑制靶基因的表達;siRNA是一種長度為21nt的RNA，通過引導RNA誘導的沉默復合體(RISC)降解靶基因的mRNA，實現基因沉默;piRNA是一種長度為24～31nt的RNA，主要參與哺乳動物的細胞發育和基因組穩定。

RNA的功能

RNA在細胞中扮演著多種重要的功能。它既是基因表達的中介物質,又是基因表達的調控器，此外，RNA還參與了細胞內的許多生物化學反應，從而維持了細胞的正常功能和穩態平衡，根據目前研究情況，不同類型的RNA的功能可參照下表：