RNAはリボ核酸のための略称である。 RNAはメッセンジャーRNA (mRNA)、転送のRNA (tRNA)、およびribosomal RNA (rRNA)を含む複数の形式のセルにある。 mRNAの3ベースは他の3ベースと連繋して統合がまたはコードするか、ときそれぞれを符号化する三重項蛋白質を形作ることができるアミノ酸を配列する。
核酸は開いた傷のpusから1868年(核で豊富な)最初に検出されたまたはヨハンフリートリッヒMiescher (1844-1895年)によって1869年、それが核で見つけられたと同時に彼は物質的な「nuclein」を呼出した。
Nucleinは後で1874年に蛋白質そして酸の分子に核酸として知られるように後Miescherによって分けられたnucleinsなった。
核がないprokaryoticセルがまた核酸を含んでいることが後で検出された。
蛋白質の統合に於いてのRNAの役割はTorbjA¶rnn Oskar Casperssonが遂行した実験に基づいて1939年以来、疑われていた&Torbjörn Caspersson、ジーンBrachetおよびジャックSchultz。
ヒューバートChantrenneはRNAが(またmRNAと問い合わせられる)担ったリボゾームの蛋白質の統合のメッセンジャーの役割を明瞭にした。
イーストRNAの77のヌクレオチドのシーケンスは1964年にロバートW. Holleyによって覆いを取られ、Holleyに薬のための1968年のノーベル賞勝つ。
1976年に、ウォルターFiersおよびGhentの大学の彼のチームはバクテリオファージMS2-RNAの完全なヌクレオチドシーケンスを定めた。[1]
RNAはリボースおよび隣酸塩バックボーンおよび4つのベースが付いているポリマーである: アデニン、グアニン、チトジンおよびウラシル。 最初の3つはDNAで見つけられるそれらと同じであるがRNAでthymineはアデニンに補足ベースとしてウラシルと取替えられる。 このベースはまたピリミジン、thymineに非常に類似している。 ウラシルは作り出してRNAの使用を説明するかもしれないthymineより精力的に比較的安価である。 しかしDNAではウラシルはチトジンの化学劣化によって容易に作り出される、従って正常なベースとしてthymineを持っていることはより効率的なそのような初期の突然変異の検出および修理をする。 従って、ウラシルはthymineがDNAのために適切である一方、量が重要のが、寿命がないRNAのために適切である、ハイファイのシーケンスを維持することがより重大の。
ただし、RNAで見つけられるまた多数の修正された多くの異なった役割に役立つベースおよび砂糖がある。 Pseudouridine (Ψ)およびDNAのヌクレオシドのチミジンはさまざまな場所にある(最も特にあらゆるtRNAのTΨCのループで)。 従ってウラシルがthymineの代わりにRNAにあると言うために、厳密には正しくない。 もう一つの著しい修正されたベースはhypoxanthine (ヌクレオチドがInosineと呼出される) deaminatedグアニンベースである。 イノシンは遺伝コードの動揺の仮説の重要な役割を担う。 pseudouridineおよび2 'ほぼ100つの他の自然発生する修正されたベースがある- O-methylriboseははるかに共通である。 RNAに於いてのこれらの修正の多数の特定の役割は十分に理解されない。 ただし、それはribosomal RNAに、ポスト翻訳の修正の多数が非常に機能領域に、正規関数のために重要であることを推論するpeptidylトランスフェラーゼの中心および亜単位インターフェイスのような発生すること著しい。
2006年にZack Booth Simpson及び鉱山制御が作成する分子原動力の原則を示す一連の対話型のアートワークの1つ。 関係者は強力に模倣されたRNAの分子を開き、基礎に組み合わせることによってrefold自発的に見た。
RNAの最も重要な構造機能、全く2時にDNAとそれをであるヒドロキシルグループの存在'区別する2つの核酸間の唯一の一貫した相違-リボースの砂糖の位置。 この機能グループの存在はB形式がDNAで最も一般に観察したよりもむしろその形式の幾何学を採用するためにC3'-の内部の砂糖の構造を(DNAのdeoxyriboseの砂糖のC2'-の内部の構造に対して)原因螺旋形実施する。 非常に深く、狭く主要な溝浅く、広くマイナーな溝のこの結果。 2の存在の第2結果' -ヒドロキシルグループはRNAの分子のconformationally適用範囲が広い領域のそれ(すなわち、二重螺旋の形成で含まれなくて)、それ化学的にバックボーンを裂くために隣接したphosphodiesterの結束を攻撃できるある。
DNAとは違って、RNAにほとんどの場合single-stranded分子、ヌクレオチドの大いにより短い鎖がある。 RNAはDNAで見つけられるdeoxyriboseよりもむしろRNAに2つのヒドロキシルグループがある一方)リボースを、含んでいる(2のペントースのリングに'接続するヒドロキシルグループが位置ない。 これらのヒドロキシルグループは加水分解により傾向があるのでRNAのDNAより馬小屋をより少なく作る。 安定性の促進を助ける複数のタイプのRNA (tRNA、rRNA)は大量の二次構造を含んでいる。
DNAのように、形式の倍によって残される螺旋形に組み合わせられるtRNAを含む最も生物学的に実行中のRNAs、rRNA、snRNAsおよび他の非コーディングRNAsは(SRP RNAsのような)広く基礎である。 これらのの構造解析はRNAsそれらがないこと、「single-stranded」しかし幾分非常に構成されて明らかにした。 DNAとは違って、この構造は長いdouble-stranded螺旋形むしろ蛋白質と同類構造に一緒に詰まる短い螺旋形のコレクションにどうしても限定されない。 このようにして、RNAsは酵素のような化学触媒作用を、達成できる。 例えば、2000のリボゾームの構造の決定はペプチッド結束の形成に触媒作用を及ぼすこの酵素の実行中のサイトがRNAで完全に構成されることを明らかにした。
RNAの統合は通常テンプレートとしてDNAを使用して酵素- RNAポリメラーゼによって、触媒作用を及ぼされる。 統合の開始はDNAの促進者シーケンスに酵素の結合から始まる(通常遺伝子の「上流に」見つけられる)。 DNAの二重螺旋は酵素のhelicaseの作業によってアンワインドされる。 酵素は3’のテンプレートの繊維に沿ってそれから- > 5’に発生する延長の補足のRNAの分子を総合する5’方向- > 3’方向進歩する。 DNAシーケンスはまたRNAの統合の終了がどこに発生するか定める。
またRNAの新しい繊維の統合のためにテンプレートとしてRNAを使用するまたいくつかのRNA依存したRNAポリメラーゼがある。 例えば、いくつかのRNAのウイルスは(ポリオウイルスのような)彼らの遺伝物質を複製するのにこのタイプの酵素を使用する。 またRNA依存したRNAポリメラーゼが多くの有機体のRNAの干渉のパスに必要となることが、知られている。
主要な記事: メッセンジャーRNA
メッセンジャーRNAはDNAからのセルの蛋白質の統合のリボゾームのサイトに情報を伝えるRNAである。 mRNAがDNAから転写されたら、リボゾームに区切られ、対応する蛋白質形式にtRNAの助けによって変換されるところで、細胞質に核から(eukaryotesでmRNAはエクスポートされる前に「処理される」)エクスポートされる。 ある程度の後で時間メッセージはRNAポリメラーゼの援助の構成のヌクレオチドに、通常低下する。
主要な記事: 転送のRNA
転送のRNAは変換の間に蛋白質の統合のribosomalサイトで成長するポリペプチドの鎖に特定のアミノ酸を転送する約74-95のヌクレオチドの小さいRNAの鎖である。 それはアミノ酸の接続機構のためのサイトおよび水素の結合によってメッセンジャーRNAの鎖の特定のシーケンスに結合するcodonの認識のためのanticodon領域を有する。 それはタイプの非コーディングのRNAである。
主要な記事: Ribosomal RNA
Ribosomal RNAはリボゾーム、セルの蛋白質の総合的な工場のコンポーネントである。 Eukaryoticリボゾームは4つのrRNAの分子を含んでいる: 18S、5.8S、28Sおよび5S rRNA。 rRNAの分子の3つはnucleolusで総合され、1つは他の所で総合される。 rRNAの分子は非常に豊富、典型的なeukaryoticセルで見つけられるRNAの分子より少なくとも80%を構成する。
細胞質では、nucleoproteinを形作るribsomal RNAおよび蛋白質のコンバインはリボゾームを呼出した。 リボゾームはmRNAを結合し、蛋白質の統合を遂行する。 複数のリボゾームは単一mRNAにいつでも接続するかもしれない。
主要な記事: 非コーディングのRNA
RNAの遺伝子は(時々非コーディングのRNAか小さいRNAと言われる)蛋白質に変換されないRNAを符号化する遺伝子である。 変換の過程において複雑のRNAの遺伝子の最も顕著な例は転送のRNA (tRNA)およびribosomal RNA (rRNA)である。 ただし、90年代後期以来、多くの新しいRNAの遺伝子はあり、より前に考えたこうしてRNAの遺伝子ははるかに重要な役割を担うかもしれない。
90年代後期および早く2000年に、哺乳類セル(および多分他)で持っていてある発生するより複雑なトランスクリプションの耐久性がある証拠が。 これは遺伝子の規則の生物学のRNAのより広まった使用の方に、特に指すことができる。 非コーディングのRNA、マイクロRNAの特定のクラスは多くのmetazoansに、(Caenorhabditisのelegansから人間への)あり、はっきり他の遺伝子の調整の重要な役割を担う。
最初にRassoulzadeganによって2004年に提案され、2006年[2]実際のところ出版されて、RNAは関係しgermlineの部分であるとして。 確認されたら、この結果はかなり遺伝学の現在の理解を変え、多数にDNA-RNAの役割および相互作用の質問を導く。
主要な記事: Ribozyme
RNAが一般に蛋白質で見つけられる20アミノ酸と比較した含んでいるが4つのベースだけ、RNAs化学反応に触媒作用を及ぼせるまだ。 これらはリボゾームに切断およびペプチッド結束の形成の他のRNAの分子そしてまた触媒作用を縛ることを含める。
Double-stranded RNA (かdsRNA)すべての「より高い」セルで見つけられるDNAと同じような2つの補足の繊維が付いているRNAである。 dsRNAはあるウイルスの遺伝物質を形作る。 eukaryotesではRNAの干渉のプロセスを始めるために、それはトリガーとして機能し、siRNAs (小さい干渉のRNAs)の形成の中間ステップとして現在にである。 siRNAsは頻繁にmiRNAsと混同する; siRNAsはmiRNAsがsingle-strandedである一方、double-strandedである。 最初に単一残されてがpre-miRNAsでヘアピン構造を引き起こす分子内連合の領域によりある; 未熟なmiRNAs。 非常に最近、dsRNAはtranscriptionalレベル、「小さいRNAによって誘導される遺伝子のアクティブ化RNAa」と指名される現象で遺伝子発現を誘導するためにあった。 そのようなdsRNAは「小さい作動のRNA (saRNA)」と呼出される。
主要な記事: RNAの世界の仮説はRNAの世界の仮説遺伝情報を(DNAのように今)伝え、酵素のような生化学的な反作用に触媒作用を及ぼすために生命の最も早い形式がRNAに頼ったことを提案する。 この仮説に従って、これらの早いlifeformsの子孫は新陳代謝に次第にDNAおよび蛋白質を統合した。
単一の残されたRNAの分子の機能形式は(蛋白質のように)頻繁に特定の第三構造を必要とする。 この構造のための足場は分子内の水素結合である二次構造要素によって提供される。 これはヘアピンループ、膨らみおよび内部ループのような二次構造の複数の認識可能な「領域の」原因となる。 RNAの分子の二次構造は水素のbondingsおよび領域のすべての異なった組合せのための最小の自由エネルギー(MFE)の構造の計算によって計算的に予測することができる。 かなりがRNAの構造の予言問題で指示される研究ずっとある。
単一シーケンスからのMFEの構造の予言のためのオンラインツールはMFOLDおよびRNAfoldによって提供される。
節約されたRNAの構造の比較研究はより正確、発展情報を提供する。 アラインメントの折りたたみのための計算的に適度で、正確なオンラインツールはKNetFold、RNAalifoldおよびPfoldによって提供される。
RNAの構造の予言プログラムのパッケージはWindowsのためにまた使用できる: RNAstructure。
RNAシーケンスおよび二次構造のデータベースはRfamの分析から使用でき、RNAの分析ツールへのリンクはWikiomicsから使用できる。
RNAは複数の方法を使用して分析される。 RNAは紫外線分光測光を使用して量を示すことができる。 RNAの品質は紫外線分光測光およびRNAの電気泳動によって査定することができる。
RNAはRNAの電気泳動を使用してゲルのサイズで分かれている。
RNAはRNAのプロトコルと呼出される方法によって実験室で分析され、働く。
テンプレート: 核酸
カテゴリ: RNA & 遺伝学
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