第515章 RNA的作用-探索火与人类文明进步的关系IO字左右
第515章 RNA的作用-探索火与人类文明进步的关系IO字左右-文明的见证-一本书
文明的见证
作者：独孤慧空
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说道dna，就还要说到rna。核糖核酸（缩写为rna，即ribonucleic acid），存在于生物细胞以及部分病毒、类病毒中的遗传信息载体。rna由核糖核苷酸经磷酸二酯键缩合而成长链状分子。一个核糖核苷酸分子由磷酸，核糖和碱基构成。rna的碱基主要有4种，即a腺嘌呤、g鸟嘌呤、c胞嘧啶、u尿嘧啶，其中，u（尿嘧啶）取代了dna中的t。
rna是以dna的一条链为模板，以碱基互补配对原则，转录而形成的一条单链，主要功能是实现遗传信息在蛋白质上的表达，是遗传信息向表型转化过程中的桥梁。在此过程中，转运rna(transfer rna，trna)是携带与三联体密码子对应的氨基酸残基与正在进行翻译的na结合，而后核糖体rna(ribosol rna，rrna)将各个氨基酸残基通过肽键连接成肽链进而构成蛋白质分子。
rna由核糖核苷酸经磷酯键缩合而成长链状分子。一个核糖核苷酸分子由磷酸，核糖和碱基构成。rna的碱基主要有4种，即a腺嘌呤，g鸟嘌呤，c胞嘧啶，u尿嘧啶。其中，u尿嘧啶取代了dna中的t胸腺嘧啶而成为rna的特征碱基。
1958年，克里克提出rna是遗传信息的中间载体这一假设。提出该假设的部分依据是dna位于真核细胞的细胞核，而蛋白质分子是在细胞质中被合成的。这一事实提示，存在某种物质携带并传递遗传信息。克里克注意到，核糖体含有rna并提出核糖体rna（rrna）是遗传信息的传递载体。由于rrna是核糖体的组成部分，不可能离开核糖体。克里克假设每个核糖体以其自身的rrna能够一遍又一遍的重复生产同一种蛋白质。
francois jacob及同事提出了另一种假设，认为是非特异性的核糖体翻译一种叫做信使的不稳定的rna。信使是独立的rna分子，可将遗传信息从基因传递至核糖体。
1961年jacob与sydney brenner和tthew selson一起发表了关于信使假说的证据。实验发现，t2噬菌体感染大肠杆菌后，其rna分子与宿主核糖体结合，合成噬菌体蛋白。表明核糖体合成的蛋白种类取决于与之结合的na而非rrna。其他研究者亦鉴定出一种更好的信使一组与核糖体瞬时结合的不稳定rna。与rrna不同，na碱基的组成与t2噬菌体dna相似，支持了na而非rrna是信息分子的假设。
现在我们已经证实，na功能是在蛋白分子合成过程中，作为“信使”分子，将基因组dna的遗传信息（即碱基排列顺序）传递至核糖体，使核糖体能够以其碱基排列顺序掺入互补配对的trna分子，进而合成正确的肽链，实现遗传信息向蛋白质分子的转化。
在真核生物中，转录形成的前体rna中含有大量非编码序列，大约只有25%序列经加工成为na，最后翻译为蛋白质。因为这种未经加工的前体na(pre-na）在分子大小上差别很大，所以通常称为不均一核rna（heterogeneousnuclearrna，hnrna）。
原核生物na一般5′端有一段不翻译区，称前导区，3′端有一段不翻译区，中间是蛋白质的编码区，一般编码几种蛋白质。真核生物na（细胞质中的）一般由5′端帽子结构、5′端不翻译区、翻译区（编码区）、3′端不翻译区和3′端聚腺苷酸尾巴构成。
又称转运rna。如果说na是合成蛋白质的蓝图，则核糖体是合成蛋白质的工厂。但是，合成蛋白质的原材料20种氨基酸与na的碱基之间缺乏特殊的亲和力。因此，必须用一种特殊的rna转移rna（transferrna，trna）把氨基酸搬运到核糖体上，trna能根据na的遗传密码，依次准确地将它携带的氨基酸，掺入正在合成的肽链中，实现肽链的延伸。所有trna的3’端都有相同的三个碱基（cca），该位点是trna负载氨基酸残基的靶位。氨基酸通过其分子的羧基与trna末端腺苷的2’-oh或3’-oh间的酯键附着到trna上。每种氨基酸可与1-4种trna相结合，已知的trna的种类在40种以上。
trna是分子最小的rna，其分子量平均约为27000(25000～30000），由70到90个核苷酸组成。而且具有稀有碱基的特点，稀有碱基除假尿嘧啶核苷与次黄嘌呤核苷外，主要是甲基化了的嘌呤和嘧啶trna 。这类稀有碱基一般是在转录后，经过特殊的修饰而成的。
大多数trna由七十几至九十几个核苷酸组成，参与蛋白质的合成。分子量为25000～30000，沉降常数约为4s（个别trna的沉降常数为3s，含63个核苷酸）。曾用名有联接rna、可溶性rna、ph5rna等。一种trna只能携带一种氨基酸，如丙氨酸trna只携带丙氨酸，但一种氨基酸可被不止一种trna携带。同一生物中，携带同一种氨基酸的不同trna称作“同功受体trna”。组成蛋白质的氨基酸有20种，根据密码子摆动学说至少需要31种trna，但在脊椎动物中只存在22种trna。
1969年以来，研究了来自各种不同生物，如酵母、大肠杆菌、小麦、鼠等十几种trna的结构，证明它们的碱基序列都能折叠成三叶草形二级结构（图3-23），而且都具有如下的共性：
15’末端具有g（大部分）或c。
23’末端都以cca的顺序终结。
3有一个富有鸟嘌呤的环。
4有一个反密码子环，在这一环的顶端有三个暴露的碱基，称为反密码子（anticodon），反密码子可以与na链上互补的密码子配对。
5有一个胸腺嘧啶环。
这些知识，琪琪是都是知道的。这些没有涵盖的知识，琪琪也是知道的。病毒样本，被送到了试管儿里。然后用化学试剂处理，将病毒的dna提取出来。在利用仪器测量dna的点位，琪琪的测量方法，是非常高效的。半个小时的时间，病毒样本的dna的所有数据，已经被测量出来了。
要知道，办的病毒dna数量都在几十亿以上。如果要推算这些dna对生物体产生的影响，计算量绝对是天文数字。一般的计算机，是无法完成这种计算的。但是，琪琪的计算机，不是一般的计算，是十万位的量子计算机。
rna是以dna的一条链为模板，以碱基互补配对原则，转录而形成的一条单链，主要功能是实现遗传信息在蛋白质上的表达，是遗传信息向表型转化过程中的桥梁。在此过程中，转运rna(transfer rna，trna)是携带与三联体密码子对应的氨基酸残基与正在进行翻译的na结合，而后核糖体rna(ribosol rna，rrna)将各个氨基酸残基通过肽键连接成肽链进而构成蛋白质分子。
rna由核糖核苷酸经磷酯键缩合而成长链状分子。一个核糖核苷酸分子由磷酸，核糖和碱基构成。rna的碱基主要有4种，即a腺嘌呤，g鸟嘌呤，c胞嘧啶，u尿嘧啶。其中，u尿嘧啶取代了dna中的t胸腺嘧啶而成为rna的特征碱基。
1958年，克里克提出rna是遗传信息的中间载体这一假设。提出该假设的部分依据是dna位于真核细胞的细胞核，而蛋白质分子是在细胞质中被合成的。这一事实提示，存在某种物质携带并传递遗传信息。克里克注意到，核糖体含有rna并提出核糖体rna（rrna）是遗传信息的传递载体。由于rrna是核糖体的组成部分，不可能离开核糖体。克里克假设每个核糖体以其自身的rrna能够一遍又一遍的重复生产同一种蛋白质。
francois jacob及同事提出了另一种假设，认为是非特异性的核糖体翻译一种叫做信使的不稳定的rna。信使是独立的rna分子，可将遗传信息从基因传递至核糖体。
1961年jacob与sydney brenner和tthew selson一起发表了关于信使假说的证据。实验发现，t2噬菌体感染大肠杆菌后，其rna分子与宿主核糖体结合，合成噬菌体蛋白。表明核糖体合成的蛋白种类取决于与之结合的na而非rrna。其他研究者亦鉴定出一种更好的信使一组与核糖体瞬时结合的不稳定rna。与rrna不同，na碱基的组成与t2噬菌体dna相似，支持了na而非rrna是信息分子的假设。
现在我们已经证实，na功能是在蛋白分子合成过程中，作为“信使”分子，将基因组dna的遗传信息（即碱基排列顺序）传递至核糖体，使核糖体能够以其碱基排列顺序掺入互补配对的trna分子，进而合成正确的肽链，实现遗传信息向蛋白质分子的转化。
在真核生物中，转录形成的前体rna中含有大量非编码序列，大约只有25%序列经加工成为na，最后翻译为蛋白质。因为这种未经加工的前体na(pre-na）在分子大小上差别很大，所以通常称为不均一核rna（heterogeneousnuclearrna，hnrna）。
原核生物na一般5′端有一段不翻译区，称前导区，3′端有一段不翻译区，中间是蛋白质的编码区，一般编码几种蛋白质。真核生物na（细胞质中的）一般由5′端帽子结构、5′端不翻译区、翻译区（编码区）、3′端不翻译区和3′端聚腺苷酸尾巴构成。
又称转运rna。如果说na是合成蛋白质的蓝图，则核糖体是合成蛋白质的工厂。但是，合成蛋白质的原材料20种氨基酸与na的碱基之间缺乏特殊的亲和力。因此，必须用一种特殊的rna转移rna（transferrna，trna）把氨基酸搬运到核糖体上，trna能根据na的遗传密码，依次准确地将它携带的氨基酸，掺入正在合成的肽链中，实现肽链的延伸。所有trna的3’端都有相同的三个碱基（cca），该位点是trna负载氨基酸残基的靶位。氨基酸通过其分子的羧基与trna末端腺苷的2’-oh或3’-oh间的酯键附着到trna上。每种氨基酸可与1-4种trna相结合，已知的trna的种类在40种以上。
trna是分子最小的rna，其分子量平均约为27000(25000～30000），由70到90个核苷酸组成。而且具有稀有碱基的特点，稀有碱基除假尿嘧啶核苷与次黄嘌呤核苷外，主要是甲基化了的嘌呤和嘧啶trna 。这类稀有碱基一般是在转录后，经过特殊的修饰而成的。
大多数trna由七十几至九十几个核苷酸组成，参与蛋白质的合成。分子量为25000～30000，沉降常数约为4s（个别trna的沉降常数为3s，含63个核苷酸）。曾用名有联接rna、可溶性rna、ph5rna等。一种trna只能携带一种氨基酸，如丙氨酸trna只携带丙氨酸，但一种氨基酸可被不止一种trna携带。同一生物中，携带同一种氨基酸的不同trna称作“同功受体trna”。组成蛋白质的氨基酸有20种，根据密码子摆动学说至少需要31种trna，但在脊椎动物中只存在22种trna。
1969年以来，研究了来自各种不同生物，如酵母、大肠杆菌、小麦、鼠等十几种trna的结构，证明它们的碱基序列都能折叠成三叶草形二级结构（图3-23），而且都具有如下的共性：
15’末端具有g（大部分）或c。
23’末端都以cca的顺序终结。
3有一个富有鸟嘌呤的环。
4有一个反密码子环，在这一环的顶端有三个暴露的碱基，称为反密码子（anticodon），反密码子可以与na链上互补的密码子配对。
5有一个胸腺嘧啶环。
这些知识，琪琪是都是知道的。这些没有涵盖的知识，琪琪也是知道的。病毒样本，被送到了试管儿里。然后用化学试剂处理，将病毒的dna提取出来。在利用仪器测量dna的点位，琪琪的测量方法，是非常高效的。半个小时的时间，病毒样本的dna的所有数据，已经被测量出来了。
要知道，办的病毒dna数量都在几十亿以上。如果要推算这些dna对生物体产生的影响，计算量绝对是天文数字。一般的计算机，是无法完成这种计算的。但是，琪琪的计算机，不是一般的计算，是十万位的量子计算机。