RNA生物学与加工
RNA生物学与加工是分子生物学领域的一个分支，关注核糖核酸（RNA）在细胞内如何合成、成熟、修饰、转运、利用和降解。它涵盖了RNA作为基因与蛋白质之间经典中介（信使RNA、转运RNA和核糖体RNA）的传统作用，以及日益扩展的、独立调控基因表达的调控性非编码RNA世界。
Definition
RNA生物学与加工是研究细胞内RNA分子的合成、转录后修饰、功能和周转的学科，包括翻译装置的编码RNA和调控基因表达的非编码RNA。
Scope
本领域旨在向读者介绍RNA的主要类别以及塑造它们的加工事件：信使RNA的加帽、剪接和聚腺苷酸化；转运RNA和核糖体RNA的成熟；核糖体组装；以及调控性非编码RNA的生物发生和功能。它将这些内容构建为分子生物学中相互关联的一系列教育主题，而非临床指导。
Sub-topics
Core questions
- 初级转录本如何转化为功能性、成熟的RNA？
- 不同类别的RNA——mRNA、tRNA、rRNA和非编码RNA——各自如何促进基因表达？
- RNA加工步骤如何协调、调控和校对？
- 催化性RNA（核酶）的活性如何改变了RNA不仅仅是“被动信使”的观点？
Key concepts
- 转录后加工
- 信使RNA、转运RNA和核糖体RNA
- 非编码RNA和调控RNA
- 核酶（催化性RNA）
- RNA-蛋白质复合物（核糖核蛋白）
- RNA成熟与周转
Key theories
- RNA世界 / 催化性RNA
- RNA可以作为催化剂（核酶）的发现，以自剪接的四膜虫内含子为例，证实了RNA既能执行化学反应又能传递信息，支持了RNA在早期生物学中先于蛋白质和DNA存在的观点。
Mechanisms
RNA聚合酶产生的初级转录本很少能直接发挥功能。信使RNA会进行加帽、剪接和聚腺苷酸化；转运RNA和核糖体RNA会进行切割、修剪、化学修饰和折叠；核糖体亚基会与它们的RNA核心组装。这些步骤中的许多由RNA-蛋白质机器执行或辅助，有些甚至由RNA催化本身完成，正如自剪接内含子首次揭示的那样。除了翻译装置，基因组的很大一部分会产生非编码RNA，它们引导、支架或沉默其他分子，使RNA既是底物又是调控的介质。
Clinical relevance
由于RNA加工是几乎所有基因表达的基础，剪接、RNA修饰或核糖体组装的紊乱与一系列人类疾病相关，而RNA本身也已成为诊断和治疗的平台。本领域描述了这些应用所依赖的生物学基础；它属于教育背景知识，而非个体诊断或治疗的依据。
History
20世纪中叶，RNA被视为DNA和蛋白质之间简单信使的观点逐渐复杂化：分裂基因和剪接在20世纪70年代末被发现，催化性RNA在20世纪80年代初被发现，而调控性非编码RNA的浪潮则从20世纪90年代开始涌现。每一次发现都将该领域从编码转录本的加工扩展到更广泛的生物学，其中RNA同时是信息、机器和调控者。
Key figures
- Thomas Cech
- Sidney Altman
- Phillip Sharp
- Richard Roberts
- Joan Steitz
Related topics
Seminal works
- kruger-1982
- cech-2014
Frequently asked questions
- RNA仅仅是DNA和蛋白质之间的信使吗？
- 不是。尽管信使RNA携带编码信息，但细胞也依赖转运RNA和核糖体RNA进行翻译，并依赖许多非编码RNA来调控基因表达，而且有些RNA具有催化功能。
- 为什么RNA需要被加工？
- 初级转录本通常是不成熟的；加帽、剪接、修剪和化学修饰将它们转化为稳定、正确折叠的功能分子，并提供了调控点。