具有结构和功能的7种类型的RNA

1.信使RNA（mRNA）：结构和功能

• 它在细胞核中合成，然后在细胞中运输以促进蛋白质的蛋白质合成和代码测序。
• mRNA被翻译成多肽。
• 它有很多尺寸，反映了它编码的多肽大小。
• 大多数细胞产生数千种不同的mRNA分子，其少量被翻译成细胞使用所需的肽。
• 许多mRNA分子对于大多数细胞是常见的，这些细胞编码蛋白质，该蛋白质保护细胞代谢，例如糖溶解中使用的酶。
• 某些类型的mRNA对于某些类型的细胞是特异性的，其为诸如红细胞（RBC）中发现该特定细胞诸如mRNA的特定细胞的功能所需的蛋白质。

mRNA的结构和功能

真核细胞的成熟mRNA由5个亚基组成：

• 5'上限
  • 这是MRNA在mRNA上的5'末端的改变的核苷酸，通过称为mRNA封端的方法。mRNA封装在蛋白质合成（翻译）中的成熟mRNA的调节和创造中发挥着主要作用。然而，注意没有封装线粒体mRNA和叶片mRNA。
  • 5'末端具有鸟嘌呤核苷酸，其通过5'至5'三磷酸三磷酸键连接。鸟嘌呤核苷酸在第7位对甲基转移酶甲基化，将其称为7-甲基甲酯帽（M7G）封盖后。
  • 该帽在化学上类似于RNA分子的3'末端。
  • 该帽在小核RNA（SNRNA）中具有5'三甲基胍帽的小核RNA（SNRNA），并且在长的非编码RNA（LNCRNA）中为5'单甲基磷酸帽。
  • 在细菌和一些生物中，mRNA用NAD +，NADH或3'Dephospho-CoNenyme A封端。
  • 在所有生物中，mRNA分子被称为所谓的机制拆分信使RNA拆除。
• 5'未翻转的地区（5'UTR）
  • 这是直接从发起密码子上游的mRNA区域。
  • 对于病毒，原核生物和真核生物中的转录物翻译至关重要。
  • 5'未转换区域的某些部分有时被翻译成蛋白质产品，然后调节mRNA上的主要编码序列的翻译。
  • 然而，在某些生物中，5'UTR未翻译，因此它形成复杂的二级结构以调节翻译。
• 编码区域
  • 这是蛋白质代码的RNA上的区域
  • DNA中的编码区域侧翼在进行转录上的启动子序列，RNA聚合酶与沿模板股线移动到编码区域的启动子序列结合。RNA聚合酶通过用尿嘧啶替代胸腺嘧啶，添加与形成mRNA的编码区互补的RNA核苷酸。该机制发生直到终止序列的发生。
• 三个Prime未翻译区域（3'UTR）
  • 这是遵循翻译终止密码子的mRNA的一部分。本机包含转录后影响基因表达的调节区域。
  • 3'UTR未翻译成蛋白质，与5'未转换区域相同。
  • 然而，在3UTR中发现的调节区域会影响多苯基化，翻译效率，翻译定位和mRNA的稳定性。
  • 它具有结合位点，用于调节蛋白质和微小RNA（miRNA），其通过抑制翻译或直接导致转录物降解调节和降低各种mRNA的基因表达。
  • 3'UTR还具有与阻遏蛋白结合的消音器区域，其抑制mRNA的表达。
  • 几个3'UTR还含有腺嘌呤 - Uracil（Au）富含元素序列，其直接将称为聚（a）尾部的腺嘌呤残基添加到mRNA转录物的末端。
  • 3'UTR还含有序列，其促进与mRNA与细胞细胞骨架的mRNA相关的序列。
  • 它将其传送到细胞核或从细胞核中进行或进行其他类型的细胞定位。
  • 通常，3'UTR有助于调节基因并确保正确的基因在正确的时间正确地表达。
• 多尾
  • 聚（a）尾部由多个腺苷一磷酸盐组成，即它是由腺嘌呤碱基组成的RNA的延伸。
  • 它与聚 - 结合蛋白（PABP）结合，它们在mRNA翻译，稳定性和出口调节中起主要作用。
  • 与PABP结合的聚（a）尾部与与转录物的5'末端相关的蛋白质相互作用，这导致促进蛋白翻译过程的mRNA的循环。
  • 向mRNA添加到mRNA中，称为多腺苷酸化。
  • 真核聚酰基化有助于产生在翻译中使用的成熟信使RNA（mRNA）。
  • 在几种细菌中，聚 - 尾部可用于促进mRNA的降解，这意味着，聚-a形成基因表达的较大过程。
  • 聚-A在聚腺苷酸中的作用开始随着基因的转录终止而开始。
  • 聚尾巴对于mRNA的核出口，翻译和稳定性至关重要。
  • 随着尾部缩短时间并且足够短，mRNA的合成酶促降解。

2.核糖体RNA（RRNA）：结构和功能

结构

• 核糖体核糖核酸（RRNA）是作为核糖体的一部分的RNA的类型。
• 它定义为催化蛋白质合成的分子机。
• 它具有高达核糖体重量的60％，因为它们在核糖体的功能中发挥着主要部分，例如与mRNA结合和TRNA的募集，以及氨基酸之间的肽键形成的催化催化。
• 它们还使用rRNA核来确定核糖体的形状。
• rRNA具有独特的三维形状，该三维形状由内部环绕和螺旋构成，该循环和螺旋形成核糖体内的特定位点，a，p和e。
• P位点用作生长多肽的结合位点，该部位用作用氨基酸加入的进入的TRNA的锚。
• 在形成肽键后，TRNA在离开核糖体之前简要结合E位点。在肽键形成后，在离开核糖体之前，该子将在E位点短上结合。
• 另外，rRNA具有用于与核糖体蛋白结合的位点，并分析并将RNA残留物与蛋白质区分开。
• 核糖体表面上的蛋白质通过与RRNA核心相互作用来稳定其结构。

图：核糖体的三维视图，显示深蓝色（小亚基）和深红色（大亚基）的rRNA。较浅的颜色代表核糖体蛋白。来源：vossman（维基百科）。

功能

• rRNA在细胞核中合成或转录，特别是在核仁中。通过核糖体蛋白的封存，核仁在核糖体的生物发生中起主要作用。
• 原核和真核核糖体均由较大且较小的亚基制成，并且这两个单元在mRNA的翻译期间聚集在一起。
• 原核生物的小亚基由长度为约1500个核苷酸的RNA分子，其具有16s的Sveverg系数。
• 小亚基以及核糖体蛋白的沉降率为30s。
• 这与具有两个RNA分子的较大的亚基配对 - 一个长度为近3000个核苷酸（23s），另一个是120个核苷酸（5s）的短序列。这些RNA分子伴有蛋白质，其产生较大的50s亚基。
• 真核核糖体由两个亚基组成，也是大亚基60s和小亚基40s。
• 小亚基由两个短的rRNA分子组成，所述短rRNA分子在长度（5s和5.8s）中少于200个核苷酸，并且由两个较长的两个大分子组成的大亚基，其中超过5kb（28s）和2kilobases（18s）的第二个。
• 通过从单个基因的相同拷贝簇的加工来加工28秒，18秒和5.8S分子。5S分子由不同的相同基因簇产生。
• 完全，真核核糖体具有80s的Svedberg系数。
• 真核细胞在线粒体和叶绿体中也具有rRNA。
• 核糖体与内质网有关，或者可以在细胞细胞质中自由漂浮。

3.转移RNA（TRNA）：结构和功能

• 这是从生长肽链（mRNA核苷酸序列的核糖体上携带氨基酸的非编码RNA分子。因此，TRNA用作核苷酸和氨基酸序列之间的中间体。
• 它们是核糖核苷酸，因此它们与mRNA形成氢键，形成与在翻译期间结合mRNA和氨基酸的氨基酸的酯链接。

图：转移RNA（TRNA） -（a）TRNA表示为两个维度的三叶草结构。（b）在三个尺寸中，通过TRNA PHE结构通过本文示出的分子内碱基对稳定的TRNA折叠成L形[PDB：1HEZ;[20]]。在两个图中，TRNA结构元素有色：受体茎（绿色），二氢瑞辛（D） - 武装（紫色），抗逆液杆（浅蓝色），反致谐波（深蓝色底座34,35,36），可变臂（橙色），T形臂（黄色）和鉴别器底座（红色）。图像来源：https://doi.org/10.1080/15476286.2019.1646079.

结构和功能

• 它是约80个核苷酸的小RNA链。
• 在翻译期间，TRNA将对应于MRNA序列的特异性氨基酸转移到核糖体中生长的多肽链。
• TRNA对具有MRNA互补性的平行方式，其碱基对具有三个核苷酸与mRNA配对。
• TRNA通过70-90个核苷酸（5nm）的短分子编码。
• mRNA上的三个核苷酸的组被称为a密码子，而TRNA上的相应序列被称为反阳。
• 密码子的基础配对和反逆转录形成翻译机制
• 在TRNA 3'羟基碱的末端，存在连接的抗ocon氨基酸序列，连接核糖体以形成肽键，从而伸长多肽链。
• 因此，TRNA主要部分是抗助听和3'羟基末端。
• TRNA结构的其他部分是D形臂和T形臂，其具有高度特异性并且具有高效。
• TrNAs具有糖磷酸盐骨干，可提供方向性。
• TRNA的一端具有反应性磷酸酯基团，其附着于核糖（5'）的第五碳原子，另一端在第三碳（3'）上具有游离羟基，产生5'到3'末端RNA。
• 3'末端具有三个基础CCA（胞嘧啶，胞嘧啶，腺嘌呤），其构成分子的受体臂的一部分，其在核糖糖上共价连接到羟基上。
• 受体臂还包含TRNA的5'末端的部分，由分子碱的相对端上的7-9个核苷酸组成。
• 由氨基酰基TRNA合成酶（AATS）识别的抗助听回路与mRNA配对，并确定附着在受体臂上的氨基酸。
• AATS从TRNA的5'末端读取并识别D形臂。
• D-ARM在稳定RNA结构方面发挥着重要作用;它影响并影响核糖体在翻译的动力学和准确性。
• T形臂还通过与核糖体相互作用影响TRNA对转化的影响。
• D形臂，T形臂和反逆转环组合类似于三叶腰陷。当RNA折叠成三级结构时，它变成了受体杆，T形臂，抗ordon环和D形臂的延伸结构。

4.小核RNA（SNRNA）：结构和功能

• 在用于mRNA，RRNA和TRNA的DNA转录期间，在核中加工初级转录物，以产生要出口到胞浆溶胶的功能元件。小核RNA（SNRNA）的作用是介导一些这些过程。
• SNRNA由RNA聚合酶II或RNA聚合酶III转录，约150个核苷酸。
• SnRNA在多个副本中具有不同的基因，其在其他RNA类的合成中起不同的作用，例如，SnRNA，其是通过切除内含子来转化前信使RNA（HNRNA）进入mRNA的抗粘度体的一部分。拼接外显子。
• 它们还调解转录因子和RNA聚合酶II的调节。
• 他们还保持端粒。
• SnRNA与特定的蛋白质和复合物相关联，称为小核核糖核蛋白也称为SNRNPS。

5.小核仁RNA（Snorna）：结构和功能

• 它们是在细胞核中发现的约60-300个核苷酸的小RNA，其在细胞中发挥不同功能。
  • 它们在核糖体的合成中发挥作用，通过切割28s，18s和5.8s的大RNA前体
  • 它们通过将诸如甲基的基团添加到核糖等基团，在rRNA，TRNA和SNRNA分子中化学修饰许多核苷酸。
  • 它们还有助于将前mRNA拼接到不同形式的成熟mRNA。
• 一种类型的Snorna用作用于合成端粒的模板。
• 在脊椎动物中，护腿由在转录期间除去的内含子制成。

6. MicroRNAS（miRNA）：结构和功能

• MicroRNA是单链，含有22个核苷酸的小非编码RNA。它的大小估计与siRNA的大小相同。
• 它在植物，所有动物和一些病毒中发现，其主要作用在RNA沉默和转录后基因表达调节中。
• 人类产生约1000mIrnas。
• 这些miRNA通过独立基因或在它们调节mRNA的基因的内含子部分中在基因组中编码。
• 在这些细胞类型的分化期间，它们在某些时候在某些细胞类型中表达。
• 通过调节mRNA表达的基因调节中的作用是以两种方式实现的：
  • 通过在植物中均匀匹配时破坏mRNA
  • 通过抑制序列部分匹配时mRNA的翻译。
• miRNA的这些特征角色归因于其两个特征
  • 它们的小尺寸使得迅速迅速转录它们的基因
  • 它们不需要翻译蛋白质元素，用于调节部分或均匀匹配的基因序列的mRNA基因表达。
• 哺乳动物基因表达的基因组研究表明，一种或多种miRNA与已从DNA转录的mRNA结合。
• 单一的miRNA可以结合约200种不同的mRNA靶标，通过在mRNA上存在多个miRNA结合位点的存在。
• 这允许协调mRNA翻译。

7.长期非编码RNA（LNCRNA）：结构和功能

• 这是一种异质的非编码转录RNA，其尺寸为200个核苷酸。
• 它们是最大的哺乳动物非编码转录组。
• 估计的8000LncrNA在人类基因组中编码。
• LNCRNA的主要功能仍然是未知数，然而，一些科学证据表明其在基因调控中的作用和生理机制受累。
• 基因调节机制中的一些已知功能包括：
  • 拼接
  • 翻译
  • 印迹
  • 转录
  • 通过一种称为XIST-RNA的LNCRNA灭活雌性脊椎动物中的两个X染色体中的一种
  • 它们在将基因的增强剂和启动子区域通过循环结合在一起发挥作用，这有助于对基因转录的调节。

笔记：

非编码RNA（TRNA，RRNA，SNARNA，SNRNA，MIRNA和LNCRNA）叙述在细胞核中发生的四分之三转录。

参考资料和来源

• Prescott微生物学
• https://www.futurelearn.com/courses/translational-research/0/steps/14201
• 生物学中文字典-RRNA注意事项
• 生物学词典-trna备注
• https://www.news-medical.net/life-ciences/-types-of-rna-mrna-rrna-and-trna.aspx.
• http://www.phschool.com/science/biology_place/biocoach/trancription/difgns.html.
• https://bio.libretexts.org/bookshelves/genetics/book%3a_working_with_molecular_genetics_ (hardison）/ unit_iii%3a_the_pathway_of_gene_expression/10%3a_transcription%3a_rna_polymerases.
• https://bio.libretexts.org/bookshelves/introductory_and_general_biology/book%3a_biology_ (kimball）/(kimball)/06%3a_gene_expression/6.02%3a_the_transcription_of_dna_into_rna.
• https://www.ebi.ac.uk/chebi/searchid.do?chebiid=74035.
• https://www.genome.gov/genetics-glossary/transfer-rna.
• http://bioscience.jbpub.com/cells/mbio5245.aspx.
• https://en.wikipedia.org/wiki/small_nuclear_rna# ::::::::::::::::::::::::::::nRNA%20ISS，anrna%20is%20千克大约2.20150％。
• https://www.futurelearn.com/courses/translational-research/0/steps/14201