結構生物化學/核酸/RNA/其他 RNA
小核RNA (snRNA) 是真核細胞核中發現的小型RNA分子。它們通常為300個核苷酸或更小，而細胞核中含有不止snRNA。snRNA的功能是在發現核酶之前幾年就被發現的。它們是由RNA聚合酶 II或RNA聚合酶III轉錄的。它們很重要，因為它們有助於前mRNA剪接和加工過程，即從hnRNA中去除內含子，並參與端粒的維持，或染色體的末端。5個snRNA構成剪接體，剪接體負責從核前mRNA真核生物中去除內含子。剪接體與RNA內含子的末端相互作用。它在特定點切割以釋放內含子，然後立即連線內含子旁的兩個外顯子。它們還負責介導催化和對接剪接位點。Thomas Cech和Sydney Altman發現RNA分子可以作為催化劑，改變了分子進化的觀點。snRNA總是與特定的蛋白質一起發現，這些蛋白質構成稱為小核核糖核蛋白 (snRNP) 或snurps的複合物。從酵母到人類的生物體中，二級結構高度保守。一大群snRNA被稱為小核仁RNA（snoRNA）。snoRNA負責切割真核長preRNA。它們在RNA生物發生中很重要，並指導化學修飾或核糖體RNA (rRNA)和其他RNA基因 (tRNA和snRNA)。許多snoRNA是由加工過的內含子產生的。snoRNA的宿主基因是核糖體蛋白或翻譯因子。[1] [2]
snoRNA，或小核仁RNA，透過介導長pre-rRNA鏈裂解為其功能亞基（18S、5.8S和28S分子）來修飾核糖體RNA (rRNA)。snoRNA還可以對rRNA亞基進行最終修飾。[3]
微小RNA (miRNA) 是一種基因調控的小型RNA，通常長21-23個核苷酸。它與小干擾RNA (siRNA) 類似，它們都與互補的mRNA分子結合並抑制它們的翻譯，但與siRNA（雙鏈RNA）不同，miRNA是單鏈RNA，並且它只與mRNA分子部分互補。這類RNA是非編碼的。
微小RNA具有廣泛的功能。它用於細胞生長、發育和胰島素分泌等。
然而，研究發現，過量的miRNA會導致某些疾病，例如脆性X智力障礙，以及某些型別的癌症。
siRNA，被稱為多種不同的名稱：小干擾RNA、短干擾RNA和沉默RNA，由英國諾維奇的David Baulcombe研究小組發現。它們大約長20-25個核苷酸，是雙鏈RNA分子，在3'末端有2個核苷酸突出。它們主要負責RNA干擾 (RNAi) 途徑，該途徑干擾基因的表達。其他RNAi途徑，如抗病毒機制和塑造基因組的染色質結構，也由siRNA介導。siRNA能夠合成產生的發現，使得在哺乳動物細胞中誘導RNAi成為可能。這使得生物醫藥領域能夠進行藥物開發研究，如治療人類免疫缺陷病毒 (HIV) 的方法。然而，在活體動物中使用siRNA進行RNAi是困難的，因為siRNA對不同型別的細胞的反應不同，並且有效性從非常有效到很差不等。目前尚不清楚為什麼siRNA在活體動物中的有效性差異如此之大。人工siRNA可以透過稱為Dicer的噬菌體酶合成產生。正是Dicer酶導致雙鏈RNA (dsRNA) 的破壞。透過轉染人工siRNA，可以使用特定轉錄本探測基因功能。雖然這是一個有用的工具，但高昂的生產成本使得大多數實驗室和研究人員幾乎不可能使用這種方法透過轉染人工siRNA來探測基因功能。化學合成、體外轉錄或長dsRNA的RNase 3-Dicer消化（雙鏈RNA，體內來自質粒PCR盒或病毒載體CMV或聚合酶III轉錄單元。SiRNA用於功能喪失研究。SiRNA具有非常高的序列特異性。
RNAi是由Craig Mello和Andrew Fire在20世紀90年代發現的。他們透過反義RNA實驗進行了實驗。它是一種過程，其中雙鏈RNA觸發同源mRNA的降解。
RNA干擾發生在雙鏈RNA被一種稱為Dicer的酶分解時。Dicer將雙鏈RNA切成20-25個鹼基對長的短序列。這些鹼基對然後與RISC酶和同源RNA鏈結合，然後被RISC催化裂解。
它被用於降解細胞中的mRNA作為防禦機制，抵抗可能感染細胞的病毒DNA，並抑制特定基因的轉錄後效應，而無需調節細胞DNA中實際的基因表達。這也可以用作基因沉默技術。siRNA透過轉染試劑匯入細胞。這些試劑增加了培養細胞可以吸收的RNA和DNA的數量。RNAi在生物醫藥領域被用於沉默致病基因。RNAi可以注射到特定細胞中，或者使用修飾後的病毒來轉染細胞。RNAi的一種常見用途是在避孕藥中，避孕藥透過剪接編碼允許精子與卵子結合的蛋白質的基因來阻止精子受精卵子。RNAi也被用於敲除蠑螈的基因，試圖發現哪些基因負責它們的再生能力，試圖治癒以前被認為無法治癒的疾病，例如亨廷頓病、帕金森病和阿爾茨海默病，透過試圖觸發導致這些疾病的死亡的神經元的再生。
干擾 RNA 或 iRNA 用於基因調控。它是一種反義 RNA（與其他 RNA 互補，主要是 mRNA）。它對基因調控很重要，目前正在研究其潛在的抗癌特性。它與 siRNA 有關聯，因為 siRNA 參與 RNA 干擾途徑。RNA 干擾 (RNAi) 是一種在 mRNA 水平沉默基因的現象，為在體內和體外確定基因功能提供了一種快速簡便的方法。 [4]
端粒酶是一種核糖核蛋白（核糖核酸-蛋白質複合物）。它是一種在 DNA 複製過程中維持染色體端粒（末端）的酶。它被發現可用於治療、製藥和診斷試劑。
非編碼 RNA 基本上是任何未翻譯成蛋白質的 RNA 分子。非編碼 RNA 可以存在於許多不同的 RNA 形式中，例如：核糖體 RNA (rRNA)、轉運 RNA (tRNA)和小 RNA [microRNA 和小干擾 RNA (siRNA)]。非編碼 RNA 可以很小，也可以非常大。小的非編碼 RNA 分子也稱為 sRNA，而大的或長的非編碼 RNA 也稱為lncRNA。從 DNA 轉錄的非編碼 RNA 分子通常被稱為 RNA 基因。
值得注意的是，人們越來越關注微小、幾乎無法檢測到的非編碼 RNA 分子，因為其中一些被發現對基因表達調控起著重要作用。這些小 RNA 分子被稱為 RNA 基因。在 20 世紀 90 年代初，美國遺傳學家維克多·安布羅斯及其同事首次在秀麗隱杆線蟲中發現了這些分子。它們被發現負責在蠕蟲發育過程中關閉基因表達。這種新功能後來也在其他物種中發現。十年後，另一位美國遺傳學家，加利福尼亞州勞倫斯伯克利國家實驗室的斯蒂芬·R·霍爾布魯克，透過一種稱為 RNAGENiE 的複雜計算機程式發現了幾個以前未檢測到的潛在 RNA 基因。目前，許多研究正在進行這些微小的非編碼 RNA 分子。近年來，生物技術和製藥公司一直在研究 RNA 基因作為藥物靶點的潛力，因為人們最近對細菌感染過程中產生的 RNA 基因及其透過調控宿主 DNA 的基因表達而產生的致病作用感興趣。
反義 RNA 是一種 RNA 鏈，它與在細胞內轉錄的信使 RNA (mRNA) 鏈互補。反義 RNA 是一種單鏈 RNA 分子。反義鏈被匯入細胞以抑制 mRNA 的翻譯。它是透過與互補 mRNA 鏈鹼基配對來實現的，這阻礙了 mRNA 翻譯的能力。
人們以前認為反義 RNA 作為治療疾病的治療技術很有用，但在過去幾年中，只有一種藥物是透過使用反義 RNA 合成的。人們發現，反義 RNA 無法有效設計用於疾病治療。
在 RNA 中，RNA 酶可以從 mRNA 的 3' 端脫落，使得 mRNA 沒有終止密碼子，無法讓核糖體識別並停止翻譯。當整個 mRNA 鏈被翻譯後，會導致核糖體卡在 mRNA 上，肽醯-tRNA 位於核糖體的 P 位點。為了解決這個問題，存在 tmRNA，它可以移除卡在 mRNA 上的核糖體。這種 tmRNA 既具有 tRNA 的特徵，也具有 mRNA 的特徵。
在大腸桿菌中，存在的 tmRNA 是 SsrA。這種 SsrA 的結構是如此排列，在其一端有一個帶有標籤序列的丙氨酸連線，並且 SsrA 摺疊成類似於 tRNA 的形狀。SsrA 將進入卡住的核糖體的 A 位點，SsrA 上的丙氨酸將與卡在核糖體上的多肽形成肽鍵。然後，tmRNA 上的標籤序列像 mRNA 一樣被翻譯並新增到卡住的多肽上的氨基酸中。大約 12 個新增的氨基酸串被稱為蛋白水解標籤。在 tmRNA 的末端，一個終止密碼子將指示核糖體停止翻譯並分離自身以及 SsrA 標籤的肽。SspB 是一種輔助蛋白，可以識別多肽鏈上的蛋白水解標籤，並將它帶到蛋白酶 ClpXp 進行降解。 [1]
催化 RNA 催化酶促反應。催化 RNA 通常位於蛋白質附近，其中催化活性位於 RNA 部分，而不是蛋白質。 [2]