《RNA结构与功能》课件.ppt

RNA结构与功能RNA作为生命的基本组成部分，在基因表达、细胞调控等方面发挥着至关重要的作用。

RNA的发现11869弗里德里希·米歇尔发现核酸21939托比亚斯·阿维森和约翰·布拉德利发现RNA31953沃森和克里克发现DNA双螺旋结构41957西奥多·萨克斯发现mRNA

RNA的分类信使RNA(mRNA)携带遗传信息从DNA到核糖体，指导蛋白质合成。转运RNA(tRNA)将氨基酸运送到核糖体，参与蛋白质合成。核糖体RNA(rRNA)是核糖体的主要组成部分，参与蛋白质合成。小核RNA(snRNA)参与mRNA剪接和加工。

RNA的化学结构RNA由核糖核苷酸组成，每个核糖核苷酸包含一个核糖、一个磷酸基团和一个含氮碱基。RNA中含氮碱基有腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和尿嘧啶（U）。RNA的结构与DNA类似，但有一些重要的区别，例如RNA是单链分子，而DNA是双链分子。

RNA链的二级结构RNA链的二级结构是指RNA分子内部通过碱基配对形成的局部空间结构。常见的二级结构包括：茎环结构发夹结构假结结构双螺旋结构

RNA的三级结构折叠RNA三级结构是由二级结构的进一步折叠形成的，并受氢键、疏水相互作用和离子相互作用的影响。稳定三级结构为RNA提供稳定性和功能性，使其能够执行多种生物学功能。复杂RNA三级结构可以是高度复杂的，并形成不同的形状，如螺旋、环和节点。

RNA的空间构象RNA的空间构象是指RNA分子在三维空间中的形状和排列。RNA的空间构象由其一级结构、二级结构和三级结构决定。RNA的空间构象对于其功能至关重要。例如，tRNA的L形结构使其能够识别mRNA和氨基酸；rRNA的复杂结构使其能够结合蛋白质并形成核糖体。

RNA的主要功能遗传信息的传递mRNA作为遗传信息的载体，将DNA上的遗传信息传递给蛋白质合成场所。蛋白质合成的模板mRNA作为蛋白质合成的模板，指导氨基酸的排列顺序，合成相应的蛋白质。催化反应某些RNA具有催化活性，被称为核酶，可以催化多种生物化学反应。细胞结构的组分rRNA是核糖体的组成部分，参与蛋白质的合成；tRNA参与氨基酸的转运。

mRNA的转录和加工1转录DNA作为模板，以RNA聚合酶为催化剂，将基因序列转录为mRNA前体。2加帽在mRNA前体的5’端加上一个7-甲基鸟苷帽，保护mRNA不被降解并促进翻译起始。3剪接去除内含子，连接外显子，形成成熟的mRNA。4多聚腺苷酸化在mRNA的3’端加上一个多聚腺苷酸尾巴，提高mRNA的稳定性并促进其运输。

tRNA的结构和作用结构tRNA是一个小的RNA分子，具有典型的“三叶草”形二级结构，包含一个反密码环、一个二氢尿嘧啶环、一个TψC环和一个可变环。作用tRNA是蛋白质合成的关键参与者，它将氨基酸运送到核糖体，根据mRNA中的密码子将特定的氨基酸添加到正在合成的蛋白质链上。种类存在多种tRNA，每种tRNA对应一个特定的氨基酸，每个tRNA的结构和功能都有所不同。

rRNA的结构和作用1rRNA结构rRNA是核糖体的主要组成部分，参与蛋白质的合成。2rRNA作用rRNA为蛋白质合成提供模板和催化活性，并与蛋白质结合形成核糖体。3rRNA分类原核生物和真核生物中rRNA的种类和大小略有不同。

snRNA的结构和作用结构snRNA分子通常较小，长度在100-300个核苷酸之间。它们与蛋白质结合形成snRNP，参与剪接反应。作用snRNA在真核生物的mRNA前体剪接中发挥关键作用。它们作为剪接体的组成部分，识别并切割内含子，并连接外显子，最终形成成熟的mRNA。

siRNA和miRNA的结构和作用siRNA双链RNA，长度约为21-23个核苷酸，参与基因沉默，通过与靶mRNA互补配对降解靶mRNA。miRNA单链RNA，长度约为20-25个核苷酸，参与基因调控，通过与靶mRNA的3UTR部分互补配对抑制蛋白质翻译。

RNA干扰机制及应用1RNAi机制RNAi是一种由双链RNA(dsRNA)介导的基因沉默机制，它在真核生物中广泛存在。dsRNA被切割成小干扰RNA(siRNA)，siRNA与靶mRNA互补结合，从而抑制蛋白质的合成。2应用RNAi技术在基因功能研究、疾病治疗和生物技术领域具有广泛的应用价值。它可以用于抑制特定基因的表达，从而研究基因的功能、开发新的药物和治疗疾病。

RNA修饰与加工帽子结构5端加帽，增加RNA的稳定性，防止降解。多聚腺苷酸化3端加尾，提高RNA的稳定性，促进翻译。剪接去除内含子，连接外显子，形成成熟的mRNA。

核酶的结构和功能定义核酶是具有催化活性的RNA分子，它能够像蛋白质酶一样催化特定化学反应。结构核酶通常具有复杂的三维结构，包含特定氨基酸残基，这些残基参与催化过程。功能核酶参与各种重要的生物学过