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RNA複製

鎖定
RNA複製是以RNA為模板合成RNA的過程,是除了逆轉錄病毒以外的其他RNA病毒的複製方式。有些生物,像某些病毒的遺傳信息貯存在RNA分子中,當它們進入宿主細胞後,靠複製而傳代,當它們以RNA為模板時,在RNA複製酶作用下,按5'→3'方向合成互補的RNA分子,但RNA複製酶中缺乏校正功能,因此RNA複製時錯誤率很高,這與反轉錄酶的特點相似。RNA複製酶只對病毒本身的RNA起作用,而不會作用於宿主細胞中的RNA分子。
中文名
RNA複製
外文名
RNA replication
含    義
生物界RNA合成的主要方式
形    式
在RNA指導的下合成RNA分子
催化劑
RNA聚合酶

RNA複製基本概念

即“RNA依賴的RNA聚合酶(RdRp)”RNA聚合酶的一種,存在於大部分RNA病毒中。和細胞中用來轉錄的RNA聚合酶(DdRp)不同,RNA複製酶的模板是RNA分子。
某些RNA複製酶還有解旋酶活性,正鏈RNA雙鏈RNA病毒複製時都會產生雙鏈RNA,RNA複製酶可以解開這些雙鏈,保證RNA的複製順利進行。

RNA複製複製

RNA複製病毒RNA的複製

病毒RNA進入宿主細胞後,可進行復制,即在RNA指導的RNA聚合酶催化進行RNA合成反應
RNA複製酶催化的合成反應是以RNA為模板,由5′向3′方向進行RNA鏈的合成。RNA複製酶缺乏校對功能的內切酶活性,因此RNA複製的錯誤率較高,RNA複製酶只是特異地對病毒的RNA起作用,而宿主細胞的RNA一般並不進行復制。

RNA複製病毒 RNA複製的幾種方式

( 1)含正鏈RNA(+)的病毒(例如,噬菌體Q):(+)RNA充當mRNA,合成蛋白質
以(+)RNA為模板進行復制合成(-)RNA,再以(-)RNA為模板合成(+)RNA組裝成病毒顆粒。
( 2)含負鏈RNA(-)的病毒(例如狂犬病毒):由(-)RNA合成(+)RNA,再由(+)RNA合成蛋白質、(-)RNA,組裝成病毒。
( 3)含雙鏈RNA的病毒(例如呼腸孤病毒):以雙鏈RNA中的(-)RNA為模板合成(+)RNA,以(+)RNA為模板合成蛋白質,以(+)RNA為模板合成雙鏈RNA,組裝病毒顆粒。
( 4)逆轉錄病毒(例如白血病毒):由RNA反轉錄DNA,以DNA為模板合成RNA,翻譯蛋白質
前三種都需要用到RNA複製酶,第四種需要的是逆轉錄酶
進一步的研究還發現一些RNA病毒如R17、f2、MS2等,可以以RNA為模板直接複製新的RNA。這些病毒都屬於最簡單的類型。例如,MS2的RNA只含有大約350個核苷酸,僅編碼三種蛋白質:外殼蛋白,附着蛋白(attachment protein,其功能主要是使病毒能附着於寄主細胞並進入其內部)、RNA複製酶(RNA replicase)的一個亞基(該亞基與寄主細胞的三種蛋白質共同形成RNA複製酶,可以使病毒RNA進行自我複製)。

RNA複製轉錄與逆轉錄

轉錄是以DNA為模板合成RNA的過程,經過轉錄DNA分子中的貯存信息傳遞到RNA分子中,再由mRNA做為模板合成蛋白質分子。逆轉錄也是從RNA的一個特定位置開始的,以RNA分子中的一條鏈為模板,在逆轉錄酶的作用下,以四種脱氧核苷酸為原料,合成方向仍是5'→3',完成cDNA的合成。
大腸桿菌RNA聚合酶由五個亞基構成,α2ββ'構成核心酶,再加上σ因子全酶。RNA聚合酶識別並特異結合的DNA一段區域叫做啓動子,啓動子的序列中一10區和一35區很保守,決定了啓動子的強度是轉錄正確起點的關鍵,真核生物中位於--20的TATA盒和--70--110區域的元件是控制真核生物RNA的轉錄的關鍵。真核生物的RNA聚合酶有Ⅰ、Ⅱ、ⅢTMtn幾種,它們分別催化rRNA、mRNAt、tRNA Usn RNA、tRNA、以及線粒體RNA的合成。轉錄作用停止於DNA模板的終止信號,蛋白質ρ因子可識別此信號,終止區常常轉錄出一段反向重複序列
轉錄生成的RNA分子為前體RNA,必須經過必在的加工修飾,才能成為有功能的RNA分子,但真核生物的RNA轉錄後加工修飾比原核生物複雜的多。原核生物轉錄生成的mRNA屬於多順反子形式,由於原核生物沒有核膜,轉錄與翻譯的過程沒有明顯的屏障。而真核生物轉錄生成的mRNA為單順反子,而且具有複雜的轉錄加工修飾,包括5’端加幅,3’端加尾,剪切內含子,連接外顯子等等,人們在研究rRNA前體的加工過程中發現了具有催化作用的RNA分子,稱為酶RNA,從而打破了酶的本質是蛋白質的傳統觀念