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2014年7月10日 星期四

RNA與DNA有哪些差異?



生物學~RNADNA有哪些差異?

 

DNA
脱氧核糖核酸(英語:Deoxyribonucleic acid,縮寫為DNA)又稱去氧核糖核酸,
是一種分子,可組成遺傳指令,以引導生物發育與生命機能運作。

主要功能是長期性的資訊儲存,可比喻為「藍圖」或「食譜」[1]

其中包含的指令,是建構細胞內其他的化合物,如蛋白質與RNA所需。

帶有遺傳訊息的DNA片段稱為基因,

其他的DNA序列,有些直接以自身構造發揮作用,

有些則參與調控遺傳訊息的表現。

DNA
是一種長鏈聚合物,組成單位稱為核苷酸,

而糖類與磷酸分子藉由酯鍵相連,組成其長鏈骨架。

每個糖分子都與四種鹼基裡的其中一種相接,

這些鹼基沿著DNA長鍊所排列而成的序列,

可組成遺傳密碼,是蛋白質胺基酸序列合成的依據。

讀取密碼的過程稱為轉錄,是根據DNA序列複製出一段稱為RNA的核酸分子。
多數RNA帶有合成蛋白質的訊息,

另有一些本身就擁有特殊功能,例如rRNAsnRNAsiRNA

RNA
糖核酸(英語:Ribonucleic acid,縮寫:RNA)是一種重要的生物大分子。

每個RNA分子都由核苷酸單元長鏈組成,

每個核苷酸單元含有一個含氮鹼基、一個核糖苷和一個磷酸基。

RNA是具有細胞結構的生物的遺傳訊息中間載體,並參與蛋白質合成;

還參與基因表達調控。對一部分病毒而言,RNA是其唯一的遺傳物質。

RNA
是由核糖核苷酸經zh-hans:磷酸二酯鍵縮合而成的長鏈狀分子。

一個核糖核苷酸分子由磷酸,核糖和含氮鹼基構成。

RNA的鹼基主要有四種,

即腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和尿嘧啶(U),

另外還有多種特殊鹼基存在於特定類型RNA[1]

與脫氧核糖核酸(DNA)不同的是,

RNA一般為單股長分子,但在一般水溶液中會形成分子內雙螺旋結構。

此外,RNA本身也需要通過鹼基配對原則形成一定的二級結構

乃至三級結構來行使生物學功能。

RNA的鹼基配對規則基本上和DNA相同,

不過其中尿嘧啶在配對上的作用,相當於DNA中的胸腺嘧啶。

DNA的異同點
1.RNA
的主幹是由核糖和磷酸構成,DNA則是由去氧核糖和磷酸組成

2.RNA通常都是單股結構,DNA通常都是雙股結構。

3.RNA通常只有數百至數千個核苷酸,而DNA有上百萬的核苷酸單位。
概述
在細胞中,根據結構功能的不同,

RNA主要分三類,即tRNArRNA,以及mRNA

mRNA是依據DNA序列轉錄而成的蛋白質合成模板;

tRNAmRNA上遺傳密碼的識別者和胺基酸的轉運者;

rRNA是組成核糖體的部分,而核糖體是蛋白質合成的機械。

細胞中還有許多種類和功能不一的小型RNA

像是組成剪接體(spliceosome)的snRNA,負責rRNA成型的snoRNA

以及參與RNAi作用的miRNAsiRNA等,可調節基因表現。

而其他如III型內含子、RNase PHDV、核糖體RNA等等

都有催化生化反應過程的活性,即具有酶的活性,這類RNA被稱為核酶。

還有更多,可以參考以下資料
http://zh.wikipedia.org/zh-tw/RNA


 


 

 

2 則留言:

  1. DNA和RNA的不同?

    兩者在結合之結構上
    有什麼特殊性?

    脫氧核糖核酸(DNA,為英文Deoxyribonucleic acid的縮寫),又稱去氧核糖核酸,是染色體的主要化學成分,同時也是組成基因的材料。有時被稱為「遺傳微粒」,因為在繁殖過程中,父代把它們自己DNA的一部分複製傳遞到子代中,從而完成性狀的傳播。

    事實上,原核細胞(無細胞核)的DNA存在於細胞質中,而真核生物的DNA存在於細胞核中,DNA片斷並不像人們通常想像的那樣,是單鏈的分子。嚴格的說,DNA是由兩條單鏈像葡萄藤那樣相互盤繞成雙螺旋形,根據螺旋的不同分為A型DNA,B型DNA和Z型DNA,詹姆斯�沃森與佛朗西斯�克里克所發現的雙螺旋,是稱為B型的水結合型DNA,在細胞中最為常見。

    這種核酸高聚物是由核苷酸連結成的序列,每一個核苷酸都由一分子脫氧核糖,一分子磷酸以及一分子鹼基組成。DNA有四種不同的核苷酸結構,它們是腺嘌呤(adenine,縮寫為A),胸腺嘧啶(thymine,縮寫為T),胞嘧啶(cytosine,縮寫為C)和鳥嘌呤(guanine,縮寫為G)。在雙螺旋的DNA中,分子鏈是由互補的核苷酸配對組成的,兩條鏈依靠氫鍵結合在一起。由於氫鍵鍵數的限制,DNA的鹼基排列配對方式只能是A對T或C對G。因此,一條鏈的鹼基序列就可以決定了另一條的鹼基序列,因為每一條鏈的鹼基對和另一條鏈的鹼基對都必須是互補的。在DNA複製時也是採用這種互補配對的原則進行的:當DNA雙螺旋被展開時,每一條鏈都用作一個模板,通過互補的原則補齊另外的一條鏈。

    分子鏈的開頭部分稱為3'端而結尾部分稱為5'端,這些數字表示脫氧核糖中的碳原子編號。

    [編輯] DNA的理化結構




    Animation eines Modells der DNA-Doppelhelix mit 12 Basenpaaren.

    DNA是大分子高分子聚合物,DNA溶液為高分子溶液,具有很高的粘度。DNA對紫外線有吸收作用,當核酸變性時,吸光值升高;當變性核酸可復性時,吸光值又會恢復到原來水準。溫度、有機溶劑、酸鹼度、尿素、醘胺等試劑都可以引起DNA分子變性,即使得DNA雙鍵間的氫鍵斷裂,雙螺旋結構解開。

    核糖核酸(縮寫為RNA,即Ribonucleic Acid),存在於生物細胞以及部分病毒、類病毒中的遺傳信息載體。

    RNA由核糖核苷酸經磷酯鍵縮合而成長鏈狀分子。一個核糖核苷酸分子由磷酸,核糖和鹼基構成。RNA的鹼基主要有4種,即A腺嘌呤,G鳥嘌呤,C胞嘧啶,U尿嘧啶。其中,U(尿嘧啶)取代了DNA中的T胸腺嘧啶而成為RNA的特徵鹼基。

    與DNA不同,RNA一般為單鏈長分子,不形成雙螺旋結構,但是很多RNA也需要通過鹼基配對原則形成一定的二級結構乃至三級結構來行使生物學功能。RNA的鹼基配對規則基本和DNA相同,不過除了A-U、G-C配對外,G-U也可以配對。

    在細胞中,根據結構功能的不同,RNA主要分三類,即tRNA(轉運RNA), rRNA(核糖體RNA), mRNA(信使RNA)。mRNA是合成蛋白質的模板,內容按照細胞核中的DNA所轉錄;tRNA是mRNA上鹼基序列(即遺傳密碼子)的識別者和胺基酸的轉運者;rRNA是組成核糖體的組分,是蛋白質合成的工作場所。

    在病毒方面,很多病毒只以RNA作為其唯一的遺傳信息載體(有別於細胞生物普遍用雙鏈DNA作載體)。

    1982年以來,研究表明,不少RNA,如I、II型內含子,RNase P,HDV,核糖體大亞基RNA等等有催化生化反應過程的活性,即具有酶的活性,這類RNA被稱為核酶(ribozyme)。

    20世紀90年代以來,又發現了RNAi(RNA interference,RNA干擾)等等現象,證明RNA在基因表達調控中起到重要作用。
    參考資料
    http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E6%A0%B8%E7%B3%96%E6%A0%B8%E9%85%B8&variant=zh-tw+http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=DNA&variant=zh-tw

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  2. RNA的的合成通常是透過RNA聚合酶的催化,使用DNA作為模板的製造RNA,此過程被稱為轉錄。在轉錄開始時,RNA聚合酶結合至DNA的啟動子序列(通常在基因的上游),然後由解旋酶鬆開DNA的雙螺旋結構,酵素便沿著DNA模板3'至5'的方向,逐漸合成由5'至3'方向延長的互補的RNA分子。而DNA序列也決定了的RNA合成將於何處終止。[5]
    在RNA轉錄後,通常會被酵素修飾。例如真核細胞內,未成熟的前mRNA會被加入多腺嘌呤尾(poly A tail)和5'端帽(5'cap)並由剪接體除去內含子。
    此外,也存在一些RNA依賴的RNA聚合酶(RNA-dependent RNA polymerase),將RNA作為模板來合成新的RNA鏈。例如一些RNA病毒(如脊髓灰質炎病毒),利用這種類型的酵素,來複製它們的遺傳物質。[6] 然而在許多生物體中,RNA依賴的RNA聚合酶,是RNA干擾生物途徑一部分。[7]
    核糖核酸的種類和作用[編輯]
    已經發現的RNA有以下幾種,它們各自在細胞中發揮不同的功能:
    信使RNA(mRNA)
    轉運RNA(tRNA)
    核醣體RNA(rRNA)
    小干擾RNA(SiRNA)
    微RNA(miRNA)
    核小RNA(snRNA)
    概述[編輯]
    在細胞中,根據結構功能的不同,RNA主要分三類,即tRNA、rRNA,以及mRNA。mRNA是依據DNA序列轉錄而成的蛋白質合成模板;tRNA是mRNA上遺傳密碼的識別者和胺基酸的轉運者;rRNA是組成核醣體的部分,而核醣體是蛋白質合成的機械。
    細胞中還有許多種類和功能不一的小型RNA,像是組成剪接體(spliceosome)的snRNA,負責rRNA成型的snoRNA,以及參與RNAi作用的miRNA與siRNA等,可調節基因表現。而其他如I、II型內含子、RNase P、HDV、核醣體RNA等等都有催化生化反應過程的活性,即具有酶的活性,這類RNA被稱為核酶。
    轉錄[編輯]


    此圖是一個細胞,內圈的即是核膜,核膜內最上面那條是一個正常的雙股DNA,而往下一個則是已鬆開兩股,正在進行轉錄的DNA。第三條是合成好的mRNA,最外圈的圖顯示mRNA已經離開了細胞核,來到了細胞質進行轉譯。
    組成DNA的含氮鹼基有A、T、G、C,而RNA之鹼基無T,取而代之的是U,也就是由A、U、G、C構成。在DNA中,A與T以兩條氫鍵連結,G與C以三條氫鍵連結,但RNA只有U而無T,所以在轉錄時DNA上的若是A,mRNA就會以U取代原本T的位置,即若DNA的一股鹼基序列為「AAACCG」,則左方的RNA會配對出「UUUGGC」。
    轉錄係指DNA的兩股鬆開,使RNA聚合酶可依照DNA上的鹼基序列合成相對應之信使RNA(mRNA)的過程。mRNA攜帶遺傳密碼,使得每三個核苷酸(密碼子)對應於一個胺基酸。在真核細胞中,當前信使RNA(pre-mRNA),從DNA轉錄出來後,它將被修飾為成熟的mRNA,並被帶出核膜外,並與核醣體結合,並藉由轉運RNA(tRNA)的協助,進一步轉譯出胺基酸鏈,再經過摺疊修飾後,合成所需之蛋白質。而在沒有細胞核的原核細胞中,mRNA會在轉錄進行時,同時與核醣體結合轉譯出蛋白質。一段時間後,該mRNA會被核糖核酸酶,降解為核苷酸。[8]
    調控RNA[編輯]
    許多種類的RNA,能夠透過與mRNA或DNA上的基因片段,部分互補的方式,來調降基因表現。例如在真核生物細胞內,所發現的微RNA(miRNA; 21-22 nt),能引發RNA干擾。miRNA與酵素複合體,會切碎mRNA,阻止該mRNA被轉譯,或加速其降解。[9][10]
    雖然小干擾RNA(siRNA; 20-25 nt)的產生,通常是由分解病毒RNA得到,然而也存在內源性的siRNA。[11][12]而siRNA引發RNA干擾的機制類似miRNA,有些miRNA和siRNA,能造成其目標基因被甲基化,從而促進或抑制該基因的轉錄。.[13][14][15]此外,在動物生殖細胞內,所活躍的Piwi-interacting RNA(piRNA; 29-30 nt),被認為能預防轉座子,並在配子的發生上,扮演重要角色。[16][17]
    許多的原核生物,具有CRISPR RNAs,其作用機制類似於真核生物的RNA干擾。[18]其中反義RNA(Antisense RNAs)是最常見的,大多數能調降基因表現,但也有少部分會活化轉錄進行。[19]反義RNA的作用機制之一,是藉由與mRNA互補配對,來形成雙股RNA,而被酵素降解。[20]此外,在真核細胞內,也許多能調控基因的非編碼RNA,[21]一個常見的例子是Xist,它會附在雌性哺乳動物的其中一個X染色體上,造成其去活化。[22]
    一段mRNA自身可能帶有調控元件,例如riboswitches,在其五端非轉譯區(5' untranslated region)或三端非轉譯區(3' untranslated region),包含有順式作用元件(cis-regulatory elements)能夠調控該mRNA的活性。[23]此外,非編碼區上也有可能帶有,能調控其它基因的調控元件。[24]
    修飾其它RNA[編輯]


    一種的常見RNA修飾,尿苷(Uridine)被轉換成假尿苷(Pseudouridine)。
    許多的RNA會幫助修飾其它RNA。如前信使RNA(pre-mRNA)中的內含子,會被含有許多核小RNA(snRNA)的剪接體剪接。[25]或者RNA本身能作為核酶,剪接自己的內含子。[26]
    RNA上的核苷酸也可能被修飾,變成非A、U、G、C的核苷酸。在真核細胞中,RNA上核苷酸的修飾,通常是由在細胞核與卡哈爾體中發現的,小核仁RNA(snoRNA; 60-300 nt)所主導。[27]snoRNA會連結酵素,並以鹼基對的方式,引導它們去接上RNA,之後酵素便開始RNA核苷酸的修飾。鹼基修飾廣泛發生於rRNA與tRNA中,然而snRNA與mRNA也有可能是鹼基修飾的目標。[28][29]此外,RNA也可能被甲基化。[30][31]
    RNA基因組[編輯]
    如同DNA,RNA也可以攜帶遺傳資訊。RNA病毒的基因組由RNA組成,可以轉譯出多種蛋白質,其中一些負責基因組的複製,而其它的則作為保護構造,在病毒離開宿主細胞後,保護基因組。類病毒是另一種類型的病原體,但它們僅由RNA組成,且該RNA並不會轉譯出任何蛋白質,並利用宿主的聚合酶來複製。[32]
    逆轉錄[編輯]
    反轉錄病毒藉由將RNA反轉錄成為DNA,DNA副本再轉錄為RNA的方式,來複製他們的基因組。反轉錄轉座子也利用此方法,來複製DNA與RNA,以完成轉座。[33]此外,真核細胞內的端粒酶,也包含一個作為模板的RNA,利用它來延長染色體端粒。[34]
    雙鏈RNA[編輯]
    雙鏈RNA(dsRNA)是指具有兩個互補鏈的RNA,與細胞中的DNA結構相似,它也是某些病毒(雙鏈RNA病毒)的遺傳物質。雙鏈RNA如病毒RNA或小干擾RNA(siRNA),可以觸發真核生物的RNA干擾,以及脊椎動物的干擾素反應。[35][36][37][38]

    http://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%A0%B8%E7%B3%96%E6%A0%B8%E9%85%B8

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