Биология РНК
Множество ролей РНК, помимо переноса сообщений, — как структурных, каталитических и регуляторных молекул — и то, что они раскрывают о молекулярной логике и происхождении жизни.
Definition
Биология РНК — это изучение рибонуклеиновых кислот во всех их формах и функциях — матричных, транспортных, рибосомальных, каталитических и регуляторных некодирующих РНК — включая то, как их структуры обеспечивают роли в передаче информации, катализе и контроле экспрессии генов.
Scope
Эта область охватывает разнообразие и функции РНК: основные классы и их структуры, РНК как катализатор (рибозимы), расширяющийся мир некодирующих РНК и РНК-опосредованное сайленсирование генов. Она дополняет области транскрипции и трансляции, рассматривая РНК саму по себе, включая ее регуляторное и эволюционное значение. Детальная обработка транскриптов рассматривается в разделе транскрипции.
Sub-topics
Core questions
- Какие классы РНК существуют и что делает каждый из них?
- Как молекулы РНК могут действовать как ферменты?
- Какие роли играют некодирующие РНК в клетке?
- Как РНК-опосредованное сайленсирование регулирует гены и защищает от паразитов?
Key theories
- РНК как катализатор (мир РНК)
- Открытие того, что РНК может катализировать реакции, примером чего являются самосплайсирующиеся интроны, показало, что РНК сочетает хранение информации с катализом и подтверждает гипотезу о том, что системы на основе РНК предшествовали ДНК и белкам.
- РНК как повсеместный регулятор
- Помимо матричных и структурных ролей, малые и длинные некодирующие РНК регулируют экспрессию генов и защиту генома, как показало открытие РНК-интерференции, что делает РНК центральным игроком в контроле, а не просто посредником.
Mechanisms
РНК сворачиваются в определенные вторичные и третичные структуры, которые определяют их функции: матричные РНК несут кодирующую информацию, транспортные и рибосомальные РНК строят белки, а рибозимы используют свернутые активные центры для катализа реакций, таких как самосплайсинг и образование пептидных связей. Некодирующие РНК многих размеров направляют модификации, формируют комплексы и регулируют транскрипцию и хроматин. Малые РНК, загруженные в эффекторные комплексы, образуют комплементарные пары с мишенями для сайленсирования генов и сдерживания мобильных элементов, интегрируя РНК в регуляторные и защитные сети клетки.
Clinical relevance
Молекулы и пути РНК являются основой важных терапевтических средств и вакцин и нарушаются при многих заболеваниях; это предлагается как значимость, а не как клиническое руководство.
History
Признание в начале 1980-х годов того, что РНК может быть каталитической, благодаря работам Чеха и Альтмана, изменило представления о ролях и происхождении РНК; последующее открытие РНК-интерференции и взрыв в области биологии некодирующих РНК утвердили РНК как универсальную функциональную и регуляторную молекулу.
Key figures
- Thomas Cech
- Sidney Altman
- Andrew Fire
- Craig Mello
Related topics
Seminal works
- kruger1982
- fire1998
- watson2013
Frequently asked questions
- Является ли РНК только посредником между ДНК и белком?
- Нет. РНК также образует структурные и каталитические части аппарата трансляции и включает множество регуляторных некодирующих РНК, которые контролируют экспрессию генов.
- Что такое гипотеза мира РНК?
- Идея о том, что ранняя жизнь полагалась на РНК как для хранения информации, так и для катализа реакций, до того как ДНК и белки взяли на себя эти роли, мотивированная открытием каталитических РНК.