第三节

RNA结构

一、tRNA

1 tRNA的主要结构特点

（1）tRNA是由4种核糖核苷酸通过3′,5′-磷酸二酯键彼此连接起来的线型多聚核糖核苷酸，没有支链。

（2）tRNA的二级结构十分稳定，呈三叶草形。三叶草结构由氨基酸臂、二氢尿嘧啶环、反密码环、TψC环和额外环组成。

（3）tRNA具有倒L形的三级结构。

2 主要作用

二、mRNA

1 mRNA的主要结构特点

（1）真核生物：mRNA一级结构为单顺反子，5′端有帽子结构，然后依次为5′非编码区、编码区、3′非编码区，3′端有多聚腺苷酸尾巴（polyA）。

（2）原核生物：mRNA以操纵子为转录单位，由先导区、插入序列、翻译区和末端序列组成。

2 主要作用

（1）帽子结构

帽子结构是指在真核生物中转录后修饰形成的成熟mRNA在5′端的一个特殊结构，即m7GPPPN结构，又称为甲基鸟苷帽子。它是在RNA三磷酸酶，mRNA鸟苷酰转移酶，mRNA（鸟嘌呤-7）甲基转移酶和mRNA（核苷-2′）甲基转移酶催化形成的。其主要作用有：

①防止mRNA被核酸酶降解。

②为mRNA翻译活性所必须。

③与蛋白质合成的正确起始有关。

（2）3′端多聚腺苷酸尾巴

mRNA3′末端多了一个多聚腺苷酸（polyA）尾巴。其主要作用有：

①保护mRNA免受核酸外切酶的作用。

②与mRNA翻译活性有关。

③与mRNA从细胞核到细胞质的运输有关。

④与mRNA的半寿期有关。

三、rRNA

1 rRNA的主要结构特点、主要功能

核糖体是蛋白质合成的场所，它由3～4种rRNA和50～80种蛋白质所组成。核糖体包含小亚基和大亚基两部分。哺乳动物有小亚基18S rRNA和大亚基28S rRNA，原核生物有小亚基16S和大亚基23S rRNA。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。在核糖体中，rRNA是起主要作用的结构成分，是结构和功能核心，主要功能是：

（1）具有肽酰转移酶的活性。

（2）为tRNA提供结合位点。

（3）为多种蛋白质合成因子提供结合位点。

（4）在蛋白质合成起始时，参与同mRNA选择性的结合以及在肽链的延伸中与mRNA结合。

（5）此外，核糖体大小亚单位的结合、校正阅读、无意义链或框架漂移的校正以及抗生素的作用等都与rRNA有关。

2 核酶的概念和科学意义

（1）概念

核酶是具有催化功能的小分子RNA，可通过催化靶位点RNA链中磷酸二酯键的断裂，特异性地剪切底物RNA分子，从而阻断靶基因的表达。

（2）意义

拓宽了对于酶的化学本质的认知；表明RNA不仅是构成基因的信息分子，而且是具有催化活性的功能分子；生命可能起源于RNA。

3 RNA分子功能的多样性

在细胞中，根据结构功能的不同，RNA主要分三类，即tRNA、rRNA，以及mRNA。mRNA是依据DNA序列转录而成的蛋白质合成模板；tRNA是mRNA上遗传密码的识别者和氨基酸的转运者；rRNA是组成核糖体的部分，而核糖体是蛋白质合成的机械。

细胞中还有许多种类和功能不一的小型RNA，其功能如下表所示；此外，具有酶的活性的RNA被称为核酶。

4 小分子RNA的功能