RNA是一類極其重要的生物大分子,種類繁多,功能多樣,在高中生物新課標(biāo)教材必修1和必修2的不同章節(jié)中都有涉及。由于知識點分散,不利于學(xué)生的理解和掌握?,F(xiàn)將RNA學(xué)習(xí)中經(jīng)常遇到的一些知識點進行歸納。
1 RNA的種類
與DNA相比,RNA種類繁多,主要有下列3種:信使RNA(mRNA)、轉(zhuǎn)運RNA(tRNA)、核糖體RNA(rRNA)。他們都是參與蛋白質(zhì)的合成。此外還有組成染色質(zhì)的RNA、具有催化作用的RNA以及構(gòu)成各種病毒的RNA。
2 RNA的結(jié)構(gòu)
與DNA相比,RNA分子量相對較小,其堿基組成特點是含有尿嘧啶而不含胸腺嘧啶,堿基配對發(fā)生于C和G與U和A之間,由于RNA是單鏈分子,所以RNA堿基組成之間無一定的比例關(guān)系。RNA的基本單位是核糖核苷酸,一共有4種,分別是:腺嘌呤核糖核苷酸、鳥嘌呤核糖核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸和尿嘧啶核糖核苷酸。
大多數(shù)RNA是單鏈分子。單鏈自身通過折疊可以形成二級和三級結(jié)構(gòu),在二級結(jié)構(gòu)中既有單鏈區(qū)又有雙鏈區(qū),雙鏈區(qū)是通過堿基配對形成的。比如人教版生物必修2教材66頁介紹了tRNA的結(jié)構(gòu)。tRNA經(jīng)過折疊形成的二級結(jié)構(gòu)看上去像三葉草的葉形,其一端是攜帶氨基酸的部位,另一端是反密碼子,可以和mRNA上的密碼子互補配對。
3 RNA的功能
3.1 儲存和傳遞遺傳信息
根據(jù)所含核酸的不同,病毒分為DNA病毒和RNA病毒。在RNA病毒中只含有RNA不含有DNA,病毒的RNA是病毒的遺傳物質(zhì),它儲存和傳遞著RNA病毒的遺傳信息。
3.2 在遺傳信息的翻譯中起決定作用
mRNA、tRNA、rRNA三類RNA共同承擔(dān)并完成這一過程。
mRNA攜帶著DNA的遺傳信息,是合成蛋白質(zhì)的模板。mRNA上三個相鄰的堿基編碼一個氨基酸,每三個這樣的堿基稱作一個密碼子。密碼子一共64個,其中有3個終止密碼,不編碼任何氨基酸,因此編碼氨基酸的密碼子有61個。從密碼子表中可以看出,一種氨基酸可能有幾個密碼子,這一現(xiàn)象稱作密碼的簡并性。當(dāng)基因發(fā)生突變后,由于密碼的簡并性,蛋白質(zhì)中氨基酸的種類不一定發(fā)生改變,從而使生物的性狀保持相對穩(wěn)定。
例題(2008年廣東省高考生物卷25題 多選題)如果一個基因的中部缺失了1個核苷酸對.可能的后果是( )
A.沒有蛋白質(zhì)產(chǎn)物
B.翻譯為蛋白質(zhì)時在缺失位置終止
C.所控制合成的蛋白質(zhì)減少多個氨基酸
D.翻譯的蛋白質(zhì)中,缺失部位以后的氨基酸序列發(fā)生變化
解析:當(dāng)基因(DNA)的中部缺失了1個核苷酸對后,通過轉(zhuǎn)錄過程,會導(dǎo)致在缺失堿基部位以后的mRNA上密碼子順序和組成發(fā)生相應(yīng)的改變。第一種情況是導(dǎo)致終止密碼子退后出現(xiàn),結(jié)果造成新合成肽鏈延長;第二種情況是導(dǎo)致終止密碼子提前出現(xiàn),結(jié)果造成新合成肽鏈縮短;第三種情況是導(dǎo)致終止密碼子在缺失部位出現(xiàn),結(jié)果造成新合成肽鏈在缺失位置終止;在第一種情況和第二種情況中,由于在缺失堿基部位以后的mRNA上密碼子順序和組成發(fā)生相應(yīng)的改變,所以翻譯的蛋白質(zhì)中,缺失部位以后的氨基酸序列發(fā)生變化。由于基因的中部缺失了1個核苷酸對,所以沒有蛋白質(zhì)產(chǎn)物是錯誤的。
答案:BCD
tRNA起著轉(zhuǎn)運特定的氨基酸,并按mRNA上密碼子順序所決定的位置對號入座,進入核糖體。其作用是運輸氨基酸和識別信使RNA的密碼子。由于每種tRNA的反密碼子和mRNA上的密碼子互補配對,而編碼氨基酸的密碼子有61個,因此tRNA有61種,每種氨基酸可能有幾個tRNA。
rRNA與蛋白質(zhì)結(jié)合構(gòu)成核糖體,是合成蛋白質(zhì)的場所。
3.3 構(gòu)成生物體的結(jié)構(gòu)物質(zhì)
例如rRNA與蛋白質(zhì)結(jié)合構(gòu)成核糖體,有少量的RNA參與真核細胞染色體的組成,病毒RNA和蛋白質(zhì)結(jié)合構(gòu)成RNA病毒等等。
3.4 具有催化作用
1982年Cech發(fā)現(xiàn)四膜蟲rRNA前體可在無任何蛋白質(zhì)存在的情況下通過自我拼接切除內(nèi)含子,表明RNA也具有催化作用。為區(qū)別于傳統(tǒng)的蛋白質(zhì)催化劑,Cech給這種具有催化活性的RNA 定名為核酶。1983年Altman 等人在研究細菌RNase P時發(fā)現(xiàn),當(dāng)約400個核苷酸的RNA單獨存在時,也具有完成切割rRNA前體的功能,并證明了此RNA分子具有全酶的活性。核酶的發(fā)現(xiàn),從根本上改變了以往只有蛋白質(zhì)才具有催化功能的概念,為此,Cech和Altman也因此獲得了1989年的諾貝爾獎。聯(lián)系客服