了解RNA的结构与类别；掌握参与蛋白合成的RNA结构特征及其功能，熟悉具有其他功能的RNA；明确DNA与RNA的结构差异。

一、RNA一级结构和类别

核苷酸间以3′,5′磷酸二酯键方式连接起来多聚核酸链，其碱基序列不同，书写方向：5′→3′；RNA一级结构表示法有结构式、线条式、字母式，通常以字母式表示。

参与蛋白合成的RNA主要有：

（1）mRNA——信使RNA（messenger RNA），是蛋白质合成的模板（种类最多）。

（2）rRNA——核糖体RNA（ribosoal RNA），与蛋白质结合构成核糖体，是蛋白质合成的场所（含量最多）。

（3）tRNA——转移RNA（transfor RNA），携带活化氨基酸（分子量最小）。

二、tRNA的分子结构

1．tRNA的一级结构

核苷酸间以3′,5′磷酸二酯键方式连接起来多聚核酸长链。

2．tRNA的二级结构

tRNA的螺旋程度较高，某些局部单链区域形成螺旋，使得tRNA的二级结构呈三叶草形。tRNA的三叶草形结构特征为：

（1）分子较小：25ku, 74-93 核苷酸,沉降系数4S。

（2）具较多的稀有碱基。

（3）3′-末端均为CpCpA-OH。

（4）5′-端为pG,也有pC。

（5）tRNA的二级结构中具有四个臂四个环: 氨基酸臂，DHU嘧啶环（臂）、反密码环（臂）、额外环、TψC环（臂）。

3．tRNA的三级结构

tRNA的三级结构为倒 L 形。tRNA的生物功能是搬运活化氨基酸到核糖体，参与蛋白质的合成。

三、rRNA的分子结构

1.rRNA结构特征

rRNA是由大约120~5000个核苷酸组成的单链，rRNA的螺旋化程度较tRNA低，但也是通过单链自身折叠形成的茎环结构，分子越大茎环结构越复杂。rRNA与蛋白质组成核糖体后方能发挥其功能。

由于rRNA分子柔性较大，三级结构的研究较困难，目前对rRNA的三级结构还了解不多。

2.rRNA的种类

rRNA的种类、大小一般用沉降系数（S）表示。根据沉降系数大小不同，组成核糖体的rRNA种类与大小不同：

（1）真核生物：5S rRNA、28S rRNA、5.8S rRNA、18S rRNA。

（2）原核生物：5S rRNA、23S rRNA、16S rRNA。

大肠杆菌核糖体中的5SrRNA含120个核苷酸、16SrRNA含1 542个核苷酸、23SrRNA含2 904个核苷酸。

四、mRNA的分子结构

mRNA是蛋白质合成的模板，每一种多肽都有一种特定的mRNA负责编码，因此，细胞内mRNA的种类很多，且分子大小不一。原核生物的mRNA是多顺反子，真核生物的mRNA是单顺反子。顺反子是决定一条多肽链的完整的遗传功能单位。

1．原核细胞mRNA的结构特点

典型的原核生物mRNA是由多顺反子转录来的，可编码几条不同的多肽链，如大肠杆菌的乳糖操纵子中三个结构基因转录成一条多顺反子mRNA。多顺反子mRNA的5'端和3'端都有非编码区，编码区之间也有非编码的间隔区，间隔区长短不一；每个编码区都有自己的起始密码子和终止密码子。

2．真核细胞mRNA的结构特点

真核生物mRNA是单顺反子，只编码一条多肽链，其5′端和3′端各有一段非编码区。真核细胞mRNA的5′-末端鸟嘌呤N₇被甲基化，形成特殊的5′-m⁷G-5′ppp5′-N_m-3′-P结构，又称5′-帽子（cap）。鸟嘌呤核苷酸通过经焦磷酸与相邻的核苷酸以5′,5′-磷酸二酯键相连。5′-帽子功能是：

（1）封闭mRNA的5′端，使其没有游离的5′-磷酸，防止5′-核酸外切酶降解作用，使mRNA更稳定。

（2）作为mRNA与核糖体结合的信号，无帽子结构的mRNA不能与核糖体的40S亚基结合。

（3）与蛋白质合成的正确起始作用有关，帽子结构附近区域能形成发荚结构，缩短了帽子结构与起始密码子之间的空间距离，因此，推测帽子结构可能是蛋白质合成的起始辨认信号的一部分。某些真核细胞病毒也有5′-帽子结构。

真核细胞mRNA在3′-末端还有一段长约200个核苷酸的polyA（polyadenylic acid），是在转录后经polyA聚合酶作用而添加上去的。原核生物mRNA一般无3′-polyA。polyA的功能：与mRNA从细胞核到细胞质的转移有关；与mRNA的半寿期有关，新合成的mRNA，polyA链较长，而衰老的mRNA，polyA链缩短。

mRNA与cDNA

真核细胞mRNA在3′-末端的polyA结构，可以和体外合成的oligo-dT互补，因此基因的分子操作中，常用来进行互补与mRNA的cDNA的合成，进而可以构建cDNA文库；或进行基因表达的时空性及基因表达调控等研究。