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RNA 是什麼？概念、結構、不同功能、分類以及與DNA差別

2024-09-12自然科學932

我們解釋 RNA 是什麼、它的結構是什麼樣的、它執行的不同功能。還有它的分類以及與DNA的差別。

RNA 存在於原核細胞和真核細胞內。

什麼是RNA？

RNA（核糖核酸）是生命的基本核酸之一，與 DNA（脫氧核糖核酸）一起負責蛋白質合成和遺傳遺傳的任務。

這種酸存在於原核和真核細胞內，甚至是某些類型病毒（RNA病毒）的唯一遺傳物質。它由簡單的核苷酸鏈（核糖核苷酸）形式的分子組成，而核苷酸鏈又由糖（核糖）、磷酸鹽和構成遺傳密碼的四種含氮鹼基之一形成：腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶或尿嘧啶。

它通常是線性單鏈分子，在細胞內履行多種功能，使其成為 DNA 中訊息的多功能執行者。

1867年，弗里德里希·米歇爾(Friedrich Miescher)發現了RNA與DNA，他將它們稱為核，並將它們從細胞核中分離出來，儘管後來在沒有細胞核的原核細胞中也證明了它們的存在。細胞內RNA合成的模式後來被1959年諾貝爾醫學獎得主、西班牙人Severo Ochoa Albornoz發現。

了解 RNA 的運作方式及其對生命和進化的重要性，使得關於生命起源的各種論點得以出現，例如認為這種核酸分子是第一種存在的生命形式的論點（在 RNA 中）世界假說）。

另請參閱：細菌

RNA結構

核苷酸由稱為核糖的戊糖分子組成。

DNA 和 RNA都是由稱為單體的單元鏈組成，這些單元重複並稱為核苷酸。核苷酸透過帶負電荷的磷酸二酯鍵連接在一起。這些核苷酸中的每一個都由以下組成：

一種稱為核糖（與 DNA 中的脫氧核糖不同）的戊糖（5 碳糖）糖分子。
磷酸基（磷酸鹽或磷酸酯）。
含氮鹼基：腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶或尿嘧啶（後者與 DNA 不同，DNA 以胸腺嘧啶代替尿嘧啶）。

這些組件根據三個結構層級進行組織：

初級程度。它由定義以下結構的核苷酸線性序列組成。
二級。 RNA 由於分子內鹼基配對而自行摺疊。二級結構是其在折疊過程中獲得的形狀：螺旋、環、髮夾環、多重環、內環、突起、假結等。
三級。雖然RNA在結構上不像DNA那樣形成雙螺旋，但由於其原子與周圍空間相互作用，它通常形成單螺旋作為三級結構。

RNA功能

RNA 具有多種功能。最重要的是蛋白質合成，其中DNA中包含的遺傳順序被複製，以將其用作製造蛋白質和酶以及細胞和生物體所需的各種物質的模板。為了做到這一點，它使用核醣體，核醣體作為分子蛋白質工廠運作，並按照 DNA 印刷的模式進行操作。

RNA 的類型

RNA 有多種類型，取決於其主要功能：

信使或編碼RNA (mRNA)。它負責將精確的胺基酸序列從 DNA 複製並攜帶到核醣體，並按照指令進行蛋白質合成。
轉移RNA（tRNA）。這些是由 80 個核苷酸組成的短聚合物，其任務是將氨基酸轉移到核醣體，核醣體將充當組裝機器，根據遺傳密碼沿著信使 RNA (mRNA) 分子排列正確的氨基酸。
核醣體 RNA (rRNA)。它們存在於細胞的核醣體上，並與其他蛋白質結合。它們作為催化成分來「焊接」正在合成的新蛋白質的氨基酸之間的肽鍵。因此，它們充當核酶。
調節RNA。它們是位於 mRNA 或 DNA 特定區域的互補 RNA 片段，可執行各種任務：幹擾複製以抑制特定基因 (RNAi)、抑制轉錄（反義 RNA）或調節基因表現 (ncRNA)。
催化劑RNA。它們是 RNA 片段，在合成過程中可作為生物催化劑，使合成過程更有效率。此外，它們還確保這些流程的正確開發。
線粒體RNA。由於細胞的粒線體有自己的蛋白質合成系統，因此它們也有自己形式的DNA和RNA。