large subunit
tRNA
EF-G
small subunit
mRNA location
三、核蛋白体RNA的结构与功能
* rRNA的结构
* rRNA的功能 参与组成核蛋白
体，作为蛋白质生物 合成的场所。
原
真
核
核
生
生
物
物
* rRNA的种类（根据沉降系数）
原核生物（50S+30S）
真核生物（60S+40S）
30S 1542个核苷酸 占总重量的40%
18S 33种
40S 1874个核苷酸 占总重量的50%
大亚基 rRNA
蛋白质
23S 5S
31种
50S 2940个核苷酸 120个核苷酸
占总重量的30%
28S 5.85S
5S
49种
60S
4718个核苷酸 160个核苷酸 120个核苷酸
占总重量的35%
The crystal structure of a 23S ribosme
DNA
压缩7倍
核小体
压缩6倍
螺线管
压缩40倍
超螺线管
压缩5倍
染色单体
共计压缩8400倍
第三节 RNA的结构与功能
Structure and Function of RNA
大多数天然RNA是一条单链，通过自身回折形成部分螺旋区，部分非螺旋区。
少数病毒RNA如水稻矮缩病毒、呼肠孤病毒、伤瘤病毒等RNA是双链螺旋，类 似于DNA的双螺旋结构。
5’非翻译区
3’非翻译区
编码区
原核细胞的mRNA
* 真核细胞mRNA成熟过程
内含子 (intron)
外显子 (exon)
hnRNA
mRNA
首尾修饰
* mRNA结构特点
1. 大多数真核mRNA的5´末端均在转录后加上一 个7-甲基鸟苷，同时第一个核苷酸的C´2也是 甲基化，形成帽子结构：m7GpppNm-。
通常polyA长度从几十到几百个核苷酸不 等，是由polyA转移酶加上去的。
帽子结构和多聚A尾的功能
mRNA核内向胞质的转移
mRNA的稳定性维系
翻译起始的调控
帽结合蛋白（CBPs)
polyA结合蛋白(PAB)
eIF4A
* mRNA的功能 把 DNA 所 携 带 的 遗 传 信 息 ， 按 碱 基 互
蛋白质
核酸
氨基酸 20 种氨基酸 肽键
O
稀有碱基
N
NH
NH N
CH3 N
N,N二甲基鸟嘌呤CH3
HN CH2
CH
C CH3 CH3
N
N
NH N
N6-异戊烯腺嘌呤
O
H
H
NH
H H NH O
双氢尿嘧啶
S
NH
NH O 4-巯尿嘧啶
* tRNA的二级结构 ——三叶草形
➢ 氨基酸臂 ➢ DHU环 ➢ 反密码环 ➢ TΨC环 ➢额外环
氨基酸臂
额外环
5S rRNA
大亚基
5S rRNA 5.8S rRNA
23S rRNA
28S rRNA
16S rRNA
小亚基
18S rRNA
16S rRNA
5S rRNA
大肠杆菌16S，5S rRNA的二级结构
核糖体的组成
原核生物（以大肠杆菌为例） 真核生物（以小鼠肝为例）
小亚基 rRNA 蛋白质
16S 21种
四 、其他小分子RNA及RNA组学
snmRNAs
除了上述三种RNA外，细胞的不同部位 存在的许多其他种类的小分子RNA，统称为 非 mRNA 小 RNA(small non-messenger RNAs, snmRNAs)。
snmRNAs的种类 核内小RNA 核仁小RNA 胞质小RNA 催化性小RNA 小片段干涉 RNA
RNA一级结构分子组成：A、U、C、G
H
U
二级结构基本元件
RNA的种类、分布、功能
细胞核和胞质 线粒体
功
能
核糖体 RNA
rRNA
mt rRNA 核糖体组分
信使RNA
mRNA
mt mRNA 蛋白质合成模板
转运RNA
tRNA
mt tRNA 转运氨基酸
核内不均一RNA HnRNA
成熟mRNA的前体
核内小RNA
SnRNA
参与hnRNA的剪接、转运来自核仁小RNASnoRNA
rRNA的加工、修饰
胞浆小RNA scRNA/7SL -RNA
蛋白质内质网定位合成 的信号识别体的组分
一 、信使RNA的结构与功能
▪ mRNA：是携带从DNA编码链得到的遗传信 息，并以三联体密码子的方式指导蛋白质生 物合成的RNA，由5 ’ 非翻译区、编码区和 3’非翻译区组成。
核酸是以核苷酸为基本组成单位的 生物大分子
核 磷酸
苷
戊糖 — 核糖或脱氧核糖
酸 核苷 碱基 嘌呤: 腺嘌呤(A),鸟嘌呤(G)
嘧啶: 胞嘧啶(C),尿嘧啶(U) 胸腺嘧啶(T)
核酸分为DNA和RNA
（二） DNA双螺旋结构模型要点
（Watson, Crick, 1953）
3.54 nm
碱基互补配对
帽子结构
帽子结构的类型
5´-cap：m7G(5´)pppNmp
cap0: m7G(5´)pppNp
5´-cap
cap1: m7G(5´)pppNmpNp cap2: m7G(5´)pppNmpNmpNp
* mRNA结构特点 2. 大多数真核mRNA的3´末端有一个多聚腺苷酸
(polyA)结构，称为多聚A尾。
snmRNAs的功能 参与hnRNA和rRNA的加工和转运。
RNA组学
RNA组学研究细胞中snmRNAs的种类、 结构和功能。同一生物体内不同种类的细胞、 同一细胞在不同时间、不同状态下snmRNAs 的表达具有时间和空间特异性。
核酸和蛋白质的比较
组成单位 组成单位的种类 连接方式 一级结构 空间结构 功能
1980年牛心线粒体tRNAser只有63个核苷酸，沉 降常数3S，缺少D环和D臂，呈二叶草型。
近年来发现2种线虫线粒体tRNA也不是标准 的三叶草结构。
TΨC环
额外环
DHU环
* tRNA的三级结构 —— 倒L形
* tRNA的功能 活化、搬运氨基
酸到核糖体，参与蛋 白质的翻译。
tRNA functions as a amino acid transfer in protein biosynthesis.
补配对原则，抄录并传送至核糖体，指导蛋 白质的合成。
原核细胞
真核细胞
细胞质
DNA
mRNA
蛋白
转录
翻译
细胞核
外显子
内含子
DNA
转录
hnRNA
转录后剪接 转运
mRNA 蛋白
翻译
二、转运RNA的结构与功能
* tRNA的一级结构特点 ➢ 分子量较小，一般由73～93个核苷酸组成 ➢ 各种tRNA的3′一端为CCA；5′一端大多数为 pG，少数为pC ➢ 含 10~20% 稀有碱基，如 DHU， 等