信使RNA信使核糖核酸

携带遗传信息，在蛋白质合成时充当模板的RNA。信使RNA从脱氧核糖核酸（DNA）转录合成的带有遗传信息的一类单链核糖核酸（RNA）。它在核糖体上作为蛋白质合成的模板，决定肽链的氨基酸排列顺序。mRNA存在于原核生物和真核生物的细胞质及真核细胞的某些细胞器（如线粒体和叶绿体）中。

中文名

信使RNA

英文名

mRNA

模板转录

DNA

携带

遗传信息

MessengerRNA(mRNA）——携带遗传信息，在蛋白质合成时充当模板的RNA。

从脱氧核糖核酸（DNA）转录合成的带有遗传信息的一类单链核糖核酸（RNA）。它在核糖体上作为蛋白质合成的模板，决定肽链的氨基酸排列顺序。mRNA存在于原核生物和真核生物的细胞质及真核细胞的某些细胞器（如线粒体和叶绿体）中。

原核生物和真核生物mRNA有不同的特点：

①原核生物mRNA常以多顺反子的形式存在。真核生物mRNA一般以单顺反子的形式存在。

②原核生物mRNA的转录与翻译一般是偶联的，真核生物转录的mRNA前体则需经转录后加工，加工为成熟的mRNA与蛋白质结合生成信息体后才开始工作。

③原核生物mRNA半寿期很短，一般为几分钟，最长只有数小时（RNA噬菌体中的RNA除外）。真核生物mRNA的半衰期较长，如胚胎中的mRNA可达数日。

④原核与真核生物mRNA的结构特点也不同。

原核生物mRNA一般5′端有一段不翻译区，称前导区，3′端有一段不翻译区，中间是蛋白质的编码区，一般编码几种蛋白质。真核生物mRNA（细胞质中的）一般由5′端帽子结构、5′端不翻译区、翻译区（编码区）、3′端不翻译区和3′端聚腺苷酸尾巴构成。

分子中除m7G构成帽子外，常含有其他修饰核苷酸，如m6A等。真核生物mRNA通常都有相应的前体。从DNA转录产生的原始转录产物可称作原始前体（或mRNA前体）。一般认为原始前体要经过hnRNA核不均一RNA的阶段，最终才被加工为成熟的mRNA。

通常mRNA（单链）分子自身回折产生许多双链结构。原核生物，经计算有66.4%的核苷酸以双链结构的形式存在。真核生物mRNA也具有丰富的二级结构，折叠起来的mRNA二级结构有利于蛋白质合成的启动，以后mRNA处于伸展的状态则有利于转译的继续。

mRNA的复制，转录和翻译：由一个DNA分子，边解旋，边转录。利用细胞核内部的游离核糖核苷酸合成。合成规则遵循碱基互补配对原则。注：因为mRNA没有T（胸腺嘧啶），所以模版中出现A（腺嘌呤）时，由U(尿嘧啶）代替。以上过程叫做转录，在细胞核中完成。接着，mRNA穿过核孔。和细胞质中的核糖体结合。选择tRNA运输氨基酸，和对应的三个碱基排列好（如何排列请查询：密码子）。再与其它的氨基酸通过肽键连接在一起，形成肽链。以上过程叫做翻译，在细胞质中完成。

虽然人们已经破译了决定生命基础的蛋白质的氨基酸合成密码，也知道了是DNA携带着这种密码，但是，根据细胞学所掌握的事实：所有DNA都呆在细胞核内，而蛋白质却存在于细胞质中，像DNA这样的大分子是无法随意进入细胞质的。然而密码总是会被带入细胞质的，这一来，人们不禁要问，是谁把锁在细胞核内的DNA手里的密码带入了细胞质的呢？科学家们从DNA那里拷贝了一份密码文件，并带入了细胞质中。经过试验和观察，发现这个信使就是RNA——核糖核酸。

发现

储存在DNA分子中的这种遗传信息能在复制中产生更多的拷贝，并翻译成蛋白质。DNA的功能构成了信息的流动，遗传信息如何转变成蛋白质呢？转录就是其中的重要的一环。基因表达时以DNA的一条链为模板合成RNA，这一过程就是转录（transcription）。

催化合成RNA的酶叫做RNA聚合酶（RNApolymerase）。RNA和DNA结构相似，所不同之处在于：⑴RNA一般以单链形式存在；⑵RNA中的核糖其C′-2不脱氧；⑶尿苷（U）取代了DNA中的胸苷。细胞中的RNA分成三种：mRNA（信使RNA），tRNA（转运RNA）和rRNA（核糖体RNA）。它们的功能各不相同。mRNA是合成蛋白质的模板，tRNA是转运特异氨基酸的运载工具，rRNA是合成蛋白质的装置。mRNA的碱基序列，决定着蛋白质装配时氨基酸的序列。

1955年Brachet用洋葱根尖和变形虫进行了实验；若加入RNA酶降解细胞中的RNA，则蛋白质合成就停止，若再加入从酵母中提取的RNA，则又可以重新合成一些蛋白质，这就表明，蛋白质的合成是依赖于RNA。

同年Goldstein和Plaut用同位素标记变形虫（Amoebaproteus）RNA前体，发现标记的RNA都在核内，表明RNA是在核内合成的。在标记追踪（pulse-chase）实验中，用短脉冲标记RNA前体，然后将细胞核转移到未标记的变形虫中。经过一段时间发现被标记的RNA分子已在细胞质中，这就表明RNA在核中合成，然后转移到细胞质内，而蛋白质就在细胞质中合成，因此RNA就成为在DNA和蛋白质之间传递信息的信使的最佳候选者。

1956年ElliotVolkin和LawrenceAstrachan作了一项很有意思的观察：当E.coli被T2感染，迅速停止了RNA的合成，但噬菌的RNA却开始迅速合成。用同位素脉冲一追踪标记表明噬菌的RNA在很短的时间内就进行合成，但很快又消失了，表明RNA的半衰期是很短的。

由于这种新合成的RNA的碱基比和T2的DNA碱基比相似，而和细菌的碱基比不同，所以可以确定新合成的RNA是T2的RNA。由于T2感染细菌时注入的是DNA，而在细胞里合成的是RNA，可见DNA是合成RNA的模板。最令人信服的证据来自DNA-RNA的杂交实验。Hall.B.D和Spiegeman,S，将T2噬菌体感染E.coli后立即产生的RNA分离出来，分别与T2和E.coli的DNA进行分子杂交，结果发现这种RNA只能和T2的DNA杂交形成“杂种”链，而不能和E.coli的DNA进行杂交。表明T2产生的这种RNA（即mRNA）至少和T2的DNA中的一条链是互补的。

Brenner,s.Jacob,F.和Meselson(1961）进行了一系列的的实验（图12-2），他们将E.coli培养在15N/13C的培养基中，因此合成的RNA和蛋白都被“重”同位素所标记。也就是说凡是“重”的核糖体，RNA和蛋白都是细菌的，然后用T2感染E.coli，细菌的RNA停止合成，而开始合成T2的RNA此时用普通的“轻”培养基（14N/12C），但分别以32P来标记新合成的T2RNA，以35S标记新合成的T2蛋白，因此任何重新合成的核糖体，RNA，及蛋白都是“轻”的但带但有放射性同位素。

经培养一段时间后破碎细胞，加入过量的轻的核糖体作对照，进行密度梯度离心，结果“轻”的核糖体上不具有放射性，“重”的核糖体上具有32P和35S，表明⑴T2未合成核糖体，“轻”核糖体却是后加放的。⑵T2翻译时是借用了细菌原来合成的核糖体，所以核糖体并无特异性，核糖体上结合的mRNA，其序列的特异性才是指导合成蛋白质的遗传信息，从而提出了mRNA作为“信使”的证据。因此他们将这种能把遗传信息从DNA传递到蛋白质上的物质称为“信使”。他们预言⑴这种“信使”应是一个多核苷酸；⑵②其平均分子量不小于5´105（假定密码比是3），足以携带一个基因的遗传信息；⑶它们至少是暂时连在核糖体上；⑷其碱基组成反映了DNA的序列；⑸它们能高速更新。Volkin和Astrachan发现高速更新的RNA似乎完全符合以上条件。Jacob和Monod将它定名为信使RNA（MessengerRNA）或mRNA。

信使RNA（信使核糖核酸）

MessengerRNA(mRNA）——携带遗传信息，在蛋白质合成时充当模板的RNA。

原核生物和真核生物mRNA有不同的特点：

发现

相关研究