主要有两种类型的小分子RNA:一类是snRNA(small nuclear RNA),存在于细胞核中;另一类是scRNA(small cytoplasmic RNA),存在于细胞质中。小分子RNA通常与蛋白质组成复合物,在细胞的生命活动中起重要的作用。①snRNA:snRNA (smallnuclearRNA,小核RNA)。它是真核生物转录后加工过程中RNA剪接体(spilceosome)的主要成分。发现有五种snRNA,其长度在哺乳动物中约为100~215个核苷酸。snRNA一直存在于细胞核中,与40种左右的核内蛋白质共同组成RNA剪接体,在RNA转录后加工中起重要作用。某些snRNPs和剪接作用密切相关,它们分别与供体和受体剪接位点以及分支顺序相互补。其中位于核仁内的snRNA称为核小体RNA(small uncleolar RNA),参与rRNA前体的加工及核糖体亚基的组装。②scRNA:scRNA(small cytoplasmic RNA,细胞质小RNA)主要位于细胞质内,种类较多,参与蛋白质的合成和运输。SRP颗粒就是一种由一个7SRNA和六种蛋白质组成的核糖核蛋白体颗粒,主要功能是识别信号肽,并将核糖体引导到内质网。端粒酶RNA(Telomerase RNA Component,TERC),是真核生物细胞中发现的一种非编码RNA。TERC是端粒酶的一部分,在端粒延伸过程中,TERC作为端粒继续延伸的模板,由端粒酶催化实现端粒的延长。端粒酶是一种核糖核蛋白聚合酶,其通过向端粒末端添加端粒重复序列TTAGGG维持端粒的长度。该酶由一个具有反转录功能的蛋白分子(TERT)和TERC组成。端粒酶参与细胞衰老调控。在真核生物出生后的正常体细胞中,端粒酶处于抑制状态。染色体复制过程中,由于模板DNA起始端被RNA引物先占据,新生链随之延伸。引物RNA脱落后,其空缺处的模板DNA无法再度复制成双链。因此,每复制一次,末端DNA就缩短若干个端粒重复序列,即出现真核细胞分裂中的“末端复制问题”染色体每复制一次,端粒即发生缩短。一旦端粒消耗殆尽,细胞将会立即激活凋亡机制,即细胞走向凋亡。端粒酶表达的失调,将导致肿瘤的发生。反义RNA(antisenseRNA,asRNA),是一类能够与mRNA互补配对的单链RNA分子。细胞中引入反义RNA,可与mRNA发生互补配对,抑制mRNA的翻译。另外,asRNA还可用于RNA干扰(RNA interference,RNAi)中起始双链RNA的生成。它参与基因表达的调控。上述各种RNA分子均为转录的产物,mRNA最后翻译为蛋白质,而rRNA、tRNA及snRNA等并不携带翻译为蛋白质的信息,其终产物就是RNA。另外还有一种特别的RNA(其分类与上述RNA分类无关)——核酶核酶(ribozyme)一词用于描述具有催化活性的RNA,即化学本质是核糖核酸(RNA),却具有酶的催化功能。核酶的作用底物可以是不同的分子,有些作用底物就是同一RNA分子中的某些部位。核酶的功能很多,有的能够切割RNA,有的能够切割DNA,有些还具有RNA 连接酶、磷酸酶等活性。与蛋白质酶相比,核酶的催化效率较低,是一种较为原始的催化酶。大多数核酶通过催化转磷酸酯和磷酸二酯键水解反应,参与RNA自身剪切、加工过程,也具有特异性,甚至具有Km值。其发现是 科学家大肠杆菌RNaseP蛋白在切去部分后,在体外高浓度镁离子的情况下,留下的RNA部分(MIRNA)具有酶活性 。【新型生命暗物质】非编码RNA(核糖核酸),被称为生命体中“暗物质”。日前,中国科学技术大学单革教授实验室发现一类新型环状非编码RNA,并揭示了此类非编码RNA的功能和功能机理。成果发表在国际知名杂志《自然·结构和分子生物学》上。非编码RNA是一大类不编码蛋白质,但在细胞中起着调控作用的RNA分子。正如宇宙间存在着许多既看不到也感觉不到的“暗物质”“暗能量”一样,在生命体这个“小宇宙”中,也存在这样的神秘“暗物质”—非编码RNA。越来越多的证据表明,一系列重大疾病的发生发展与非编码RNA调控失衡相关。环形RNA分子最近数年才引起研究人员注意,而此前的研究主要集中于线形RNA分子。单革教授实验室发现的新型环状非编码RNA,被命名为外显子-内含子环形RNA。在论文中,他们还对这类新型环状非编码RNA为何会成为环形而不是线形分子进行了研究,发现成环序列两端经常会有互补的重复序列存在。左图是用吡罗红甲基绿染色液染色的蟾蜍血涂片。由于DNA和RNA在化学组成与分子结构上存在一定的差别,因而对不同的染料有着不同的反应。所以,可以根据这一反应差异,来研究细胞中DNA与RNA的分布情况,RNA主要分布在细胞质中。DNA和RNA两种核酸分子都是多聚体,但是它们的聚合程度有所不同。DNA聚合程度高,易于甲基绿结合;RNA聚合程度低易于吡罗红结合。所以当吡罗红与甲基绿混在一起作为染料时吡罗红与核仁、细胞质中的RNA选择性结合,从而显示红色;甲基绿与染色质中的DNA选择性结合,从而显示绿色。综上所述,RNA对吡罗红的亲和力大,被染成红色;DNA对甲基绿的亲和力大,被染成绿色。与DNA不同,RNA一般为单链长分子,不形成双螺旋结构,但是很多RNA也需要通过碱基配对原则形成一定的二级结构乃至三级结构来行使生物学功能。RNA的碱基配对规则基本和DNA相同,不过除了A-U、G-C配对外,G-U也可以配对。在细胞中,根据结构功能的不同,RNA主要分三类,即tRNA(转运RNA),rRNA(核糖体RNA),mRNA(信使RNA)。mRNA是合成蛋白质的模板,内容按照细胞核中的DNA所转录;tRNA是mRNA上碱基序列(即遗传密码子)的识别者和氨基酸的转运者;rRNA是组成核糖体的组分,是蛋白质合成的工作场所。在病毒方面,很多病毒只以RNA作为其唯一的遗传信息载体(有别于细胞生物普遍用双链DNA作载体)。1982年以来,研究表明,不少RNA,如I、II型内含子,RNaseP,HDV,核糖体大亚基RNA等等有催化生化反应过程的活性,即具有酶的活性,这类RNA被称为核酶(ribozyme)。20世纪90年代以来,又发现了RNAi(RNAinterference,RNA干扰)等等现象,证明RNA在基因表达调控中起到重要作用。