自己总结：透彻易懂PCR+RT-PCR原理.doc

1、PCR 原理聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction)，简称 PCR，是一种分子生物学技术，用于放大特定的 DNA 片段。可看作生物体外的特殊 DNA 复制。PCR 这项技术，被广泛地运用在医学和生物学的实验室，例如用于判断检体中是否会表现某遗传疾病的图谱、传染病的诊断、基因复制以及亲子鉴定。DNA 变性 DNA denaturation : 加热或用碱处理双链 DNA，使氢链断裂，结果 DNA 变成为单链，此称为 DNA 的变性。发生这种变化时的温度称为融解温度，鸟嘌呤和胞嘧啶含量高的 DNA 融解温度也高。由于变性的结果 DNA 的紫外线吸收增加，比旋光度和粘度降

2、低，密度也增加。如果在加热后慢慢冷却，则 DNA 可以再次恢复成双螺旋结构。另外，外部压力也能使 DNA 变性.PCR(聚合酶链式反应）是利用 DNA 在体外摄氏 95高温时变性会变成单链，低温（经常是 60C 左右）时引物与单链按碱基互补配对的原则结合，再调温度至 DNA 聚合酶最适反应温度（72C 左右），DNA 聚合酶沿着磷酸到五碳糖(5-3)的方向合成互补链。基于聚合酶制造的 PCR 仪实际就是一个温控设备，能在变性温度，复性温度，延伸温度之间很好地进行控制。引物（primer），是一小段单链 DNA 或 RNA，作为 DNA 复制的起始点，在核酸合成反应时，作为每个多核苷酸链进行延伸

3、的出发点而起作用的多核苷酸链，在引物的 3-OH上，核苷酸以二酯链形式进行合成，因此引物的 3-OH，必须是游离的。DNA 聚合酶（DNApolymerase）是细胞复制 DNA 的重要作用酶。DNA 聚合酶,以 DNA 为复制模板，从将 DNA 由 5端点开始复制到 3端的酶。DNA 聚合酶的主要活性是催化DNA 的合成（在具备模板、引物、dNTP 等的情况下）及其相辅的活性。dNTP: deoxy-ribonucleoside triphosphate（三磷酸脱氧核糖核苷）的缩写。是 dATP, dGTP, dTTP, dCTP 的统称。在生物 DNA 合成，以及 PCR 聚合酶链反应中起

4、原料作用。由等摩尔数的 dATP、dTTP 、dGTP 和 dCTP 混合而成。PCR 原理DNA 的半保留复制是生物进化和传代的重要途径。双链 DNA 在多种酶的作用下可以变性解旋成单链，在 DNA 聚合酶的参与下，根据碱基互补配对原则复制成同样的两分子挎贝。在实验中发现，DNA 在高温时也可以发生变性解链，当温度降低后又可以复性成为双链。因此，通过温度变化控制 DNA 的变性和复性，加入设计引物，DNA 聚合酶、dNTP 就可以完成特定基因的体外复制。DNA 的复性指变性 DNA 在适当条件下,二条互补链全部或部分恢复到天然双螺旋结构的现象,它是变性的一种逆转过程。热变性 DNA 一般经缓

5、慢冷却后即可复性,此过程称之为“ 退火“(annealing)。这一术语也用以描述杂交核酸分子的形成(见后) 。DNA 的复性不仅受温度影响,还受 DNA 自身特性等其它因素的影响。但是，DNA 聚合酶在高温时会失活，因此，每次循环都得加入新的 DNA 聚合酶，不仅操作烦琐，而且价格昂贵，制约了 PCR 技术的应用和发展。发现耐热 DNA 聚合酶-Taq 酶对于 PCR 的应用有里程碑的意义，该酶可以耐受 90以上的高温而不失活，不需要每个循环加酶，使 PCR 技术变得非常简捷、同时也大大降低了成本，PCR 技术得以大量应用，并逐步应用于临床。寡核苷酸: 是一类只有 20 个以下碱基的短链核苷

6、酸的总称（包括脱氧核糖核酸 DNA 或核糖核酸 RNA 内的核苷酸），寡核苷酸可以很容易地和它们的互补对链接，所以常用来作为探针确定 DNA 或 RNA 的结构，经常用于基因芯片、电泳、荧光原位杂交等过程中。寡核苷酸合成的 DNA（脱氧核糖核酸）可以用于链聚合反应，能放大确定几乎所有 DNA 的片段，在这个过程中寡核苷酸是作为引物，和 DNA 中标的的互补片段结合，作成 DNA的复制品。调控寡核苷酸用于抑制 RNA 片段，防止其翻译成蛋白，在制止癌细胞活动方面能起一定的作用。PCR 技术的基本原理类似于 DNA 的天然复制过程，其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物。PCR 由变性 -退

7、火-延伸三个基本反应步骤构成：模板 DNA 的变性：模板 DNA 经加热至 93左右一定时间后，使模板 DNA 双链或经 PCR 扩增形成的双链DNA 解离，使之成为单链，以便它与引物结合，为下轮反应作准备；模板 DNA 与引物的退火（复性）：模板 DNA 经加热变性成单链后，温度降至 55左右，引物与模板 DNA单链的互补序列配对结合；引物的延伸：DNA 模板-引物结合物在 TaqDNA 聚合酶的作用下，以 dNTP 为反应原料，靶序列为模板，按碱基互补配对与半保留复制原理，合成一条新的与模板 DNA 链互补的半保留复制链，重复循环变性-退火-延伸三过程就可获得更多的“半保留复制链”，而且这

8、种新链又可成为下次循环的模板。每完成一个循环需 24分钟，23 小时就能将待扩目的基因扩增放大几百万倍。碱基互补配对原则 the principle of complementary base pairing在 DNA 分子结构中，由于碱基之间的氢键具有固定的数目和 DNA 两条链之间的距离保持不变，使得碱基配对必须遵循一定的规律，这就是 Adenine（A，腺嘌呤）一定与Thymine（T，胸腺嘧啶）配对，Guanine （G ，鸟嘌呤）一定与 Cytosine（C，胞嘧啶）配对，反之亦然。碱基间的这种一一对应的关系叫做碱基互补配对原则。DNA 半保留复制是：DNA 在进行复制的时候链间氢键

9、断裂，双链解旋分开，每条链作为模板在其上合成互补链，经过一系列酶（DNA 聚合酶、解旋酶、链接酶等）的作用生成两个新的 DNA 分子。 子代 DNA 分子其中的一条链来自亲代 DNA ，另一条链是新合成的，这种方式称半保留复制。Comment A1: 这段话没看懂。摘要： 类似于 DNA的天然复制过程,其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物. PCR 由变性- 退火 -延伸三个基本反应步骤构成. PCR技术的基本原理 类似于 DNA的天然复制过程,其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物.PCR由变性 -退火-延伸三个基本反应步骤构成：模板 DNA的变性：模板 DNA经加 热至 93

10、左右一定时间后,使模板 DNA双链或经 PCR扩增形成的双链 DNA解离,使之成为单链,以便它与引物结合,为下轮反应作准备；模板 DNA与引 物的退火(复性)：模板DNA经加热变性成单链后,温度降至 55左右,引物与模板 DNA单链的互补序列配对结合；引物的延伸：DNA 模板-引物结合 物在 Taq DNA聚合酶的作用下,以 dNTP为反应原料,靶序列为模板,按碱基配对与半保留复制原理,合成一条新的与模板 DNA 链互补的半保留复制链重复循环变性-退火- 延伸三过程,就可获得更多的“半保留复制链”,而且这种新链又可成为下次循环的模板.每完成一个循环需 24 分钟,23 小时就能将待扩目的基因扩

11、增放大几百万倍.到达平台期(Plateau)所需循环次数取决于样品中模板的拷贝 .PCR的反应动力学 PCR的三个反应步骤反复进行,使 DNA扩增量呈指数上升.反应最终的 DNA 扩增量可用 Y(1X)n 计算.Y 代表 DNA片段扩增后的拷贝数,X 表示平均每次的扩增效率,n 代表循环次数.平均扩增效率的理论值为 100%, 但在实际反应中平均效率达不到理论值.反应初期,靶序列 DNA片段的增加呈指数形式,随着 PCR产物的逐渐积累,被扩增的 DNA片段不再呈指数增加,而进入线性增长期或静止期,即出现“停滞效应”,这种效应称平台期数、PCR扩增效率及 DNA聚合酶 PCR的种类和活性及非特异

12、性产物的竟争等因素.大多数情 况下,平台期的到来是不可避免的.PCR扩增产物 可分为长产物片段和短产物片段两部分.短产物片段的长度严格地限定在两个引物链 5端之间,是需要扩增的特定片段.短产物片段和长产物片段是由于引物所结合的模板不一样而形成的,以一个原始模板为例,在第一个反应周期中,以两条互补的 DNA为模板,引物是从 3端开始延伸,其 5端是固定的,3端则没有固定的止点,长短不一,这就是“长产物片段”.进入第二周期后,引物除与原始模板结合外,还要同新合成的链(即“ 长产物片段”) 结合.引物在与新链结合时 ,由于新链模板的 5端序列是固定的,这就等于这次延伸的片段 3端被固定了止点,保证了

13、新片段的起点和止点都限定于引物扩增序列以内、形成长短一致的 “短产物片段”.不难看出“短产物片段”是按指数倍数增加,而“长产物片段”则以算术倍数增加,几乎可以忽略不计, 这使得 PCR的反应产物不需要再纯化 ,就能保证足够纯 DNA片段供分析与检测用. 标准的 PCR 反应体系：10扩增缓冲液 10ul4 种 dNTP 混合物 各 200umol/L引物 各 10100pmol 模板 DNA 0.12ug Taq DNA 聚合酶 2.5u Mg2+ 1.5mmol/L加双或三蒸水至 100ulPCR 反应五要素： 参加 PCR 反应的物质主要有五种即引物、酶、 dNTP、模板和 Mg2+引物：

14、 引物是 PCR 特异性反应的关键,PCR 产物的特异性取决于引物与模板 DNA 互补的程度.理论上,只要知道任何一段模板 DNA 序列,就能按其设计互补的寡核苷酸链做引物,利用PCR 就可将模板 DNA 在体外大量扩增.RT-PCR 技术概述RT-PCR 为反转录 PCR（reverse transcription PCR）和实时 PCR（realtimePCR）共同的缩写。逆转录 PCR，或者称反转录 PCR(reverse transcription-PCR,RT-PCR)，是聚合酶链式反应(PCR)的一种广泛应用的变形。在 RT-PCR 中，一条 RNA 链被逆转录成为互补DNA，再以

15、此为模板通过 PCR 进行 DNA 扩增。1 逆转录 PCR由一条 RNA 单链转录为互补 DNA(cDNA)称作“逆转录”，由依赖 RNA 的 DNA 聚合酶（逆转录酶）来完成。随后，DNA 的另一条链通过脱氧核苷酸引物和依赖 DNA 的 DNA聚合酶完成，随每个循环倍增，即通常的 PCR。原先的 RNA 模板被 RNA 酶 H 降解，留下互补 DNA。cDNA 是互补脱氧核糖核酸，是与 RNA 链互补的单链 DNA，以其 RNA 为模板，在适当引物的存在下，由 RNA 与 DNA 进行一定条件下合成的。DNA(Deoxyribonucleic acid)，中文译名为脱氧核糖核酸，是染色体的

16、主要化学成分，同时也是基因组成的，有时被称为“遗传微粒”。Messenger RNA (mRNA） 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。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。cDNA 互补脱氧核糖核酸: 为具有与某 mRNA(信使 RNA)链呈互补的碱基序列的单链 DNA即 complementaryDNA 之缩写，或此 DNA 链与具有与之互补的碱基序列的 DNA 链所形成的 DNA

17、 双链。与 RNA 链互补的单链 DNA，以其 RNA 为模板，在适当引物的存在下，由依赖 RNA 的 DNA 聚合酶（反转录酶）的作用而合成，并且在合成单链 cDNA 后，在用碱处理除去与其对应的 RNA 以后，以单链 cDNA 为模板，由依赖 DNA 的 DNA 聚合酶或依赖 RNA 的 DNA 聚合酶的作用合成双链 cDNA。真核生物的信使 RNA 或其他 RNA 的cDNA，在遗传工程方面广为应用。在这种情况下，mRNA 的 cDNA，与原来基因的DNA（基因组 DNA，genomicDNA）不同而无内含子；相反地对应于在原来基因中没有的而在 mRNA 存在的 3末端的多 A 序列等的

18、核苷序列上，与 exon 序列、先导序列以及续序列等一起反映出 mRNA 结构。cDNA 同样可以被克隆。RT-PCR 的指数扩增是一种很灵敏的技术，可以检测很低拷贝数的 RNA。RT-PCR 广泛应用于遗传病的诊断，并且可以用于定量监测某种 RNA 的含量。（检测基因表达的方法，参见 Northern Blot 法。RT-PCR 的关键步骤是在 RNA 的反转录，要求 RNA 模版为完整的且不含 DNA、蛋白质等杂质。常用的反转录酶有两种，即鸟类成髓细胞性白细胞病毒（avian myeloblastosis virus,AMV）反转录酶和莫罗尼鼠类白血病病毒（moloney murine l

19、eukemia virus,MMLV）反转录酶。RT-PCR 有时候也会指代实时 PCR(real-time PCR)。为了与逆转录 PCR 相区别，通常被写作“定量 PCR”(quantitative PCR)或者 RTQ-PCR(real-time quantitative PCR)。2 实时 PCR实时 PCR(real-time PCR)，属于定量 PCR（Q-PCR ）的一种，以一定时间内 DNA 的增幅量为基础进行 DNA 的定量分析。ds-cDNA 是基因文库技术中，通过 mRNA 反转录所获得的 cDNA（第一链），依靠 DNA聚合酶，在一定条件下所延伸的与 cDNA 相互补的

20、第二条 cDNA 链的英文简称。通过 ds-cDNA 的合成，可以得到源 mRNA 的双链 cDNA 模板，用于后续的酶切处理和基因文库的建立。探针是一小段单链 DNA 或者 RNA 片段（大约是 20 到 500bp），用于检测与其互补的核酸序列。双链 DNA 加热变性成为单链，随后用放射性同位素（通常用磷-32）、萤光染料或者酶（如辣根过氧化物酶）标记成为探针。磷-32 通常被掺入组成 DNA 的四种核苷酸之Comment A2: 这里没看懂啊。一的磷酸基团中，而荧光染料和酶与核酸序列以共价键相连。当将探针与样品杂交时，探针和与其互补的核酸（DNA 或 RNA）序列通过氢键紧密相连，随后，

21、未被杂交的多余探针被洗去。最后，根据探针的种类，可进行放射自显影、萤光显微镜、酶联放大等方法来判断样品中是否，或者何位置含有被测序列（即与探针互补的序列）。real time PCR 的定量使用荧光色素，目前有二种方法。一种是在 ds DNA中插入特异的荧光色素，例如 SYBR Green荧光染料；另一种使用一种能与增幅 DNA序列中特定寡核酸序列相结合的一种荧光探针（probe），如 Taqman探针。两种方法原理不同。SYBR Green荧光染料游离时不发光，当反应体系中存在双链 DNA时，SYBR Green 与双链 DNA结合，此时才发光。Taqman探针带有一个荧光基团和一个淬灭基团

22、，荧光基团连接在探针的 5末端，而淬灭基团则在 3末端。PCR 扩增时在加入一对引物的同时加入一个特异性的荧光探针，探针完整时，报告基团发射的荧光信号被淬灭基团吸收；PCR 扩增时，Taq 酶的 53 外切酶活性将探针酶切降解，使报告荧光基团和淬灭荧光基团分离，此时荧光基团发出的荧光信号可以被检测到。TaqMan 荧光探针是一种寡核苷酸探针，荧光基团连接在探针的 5末端，而淬灭剂则在3末端。PCR 扩增时在加入一对引物的同时加入一个特异性的荧光探针，探针完整时，报告基团发射的荧光信号被淬灭基团吸收；PCR 扩增时， Taq酶的 53 外切酶活性将探针酶切降解，使报告荧光基团和淬灭荧光基团分离，

23、从而荧光监测系统可接收到荧光信号，即每扩增一条 DNA链，就有一个荧光分子形成，实现了荧光信号的累积与 PCR产物形成完全同步。常用的荧光基团是 FAM，TET ，VIC，HEX。 而新型 TaqMan-MGB探针使该技术既可进行基因定量分析，又可分析基因突变（SNP），有望成为基因诊断和个体化用药分析的首选技术平台。淬灭剂指通过分子间的能量转移，迅速而有效地将激发态分子（单线态氧和三线态物质）淬灭，使转变成热能或转变成荧光或磷光，而辐射散失，回到基态的一类物质，通过这一过程，使其免遭紫外线破坏，从而达到稳定高分子材料的目的。因此，它有别于紫外线吸收剂（并不强烈吸收紫外线），且作用机理也不同于

24、紫外线吸收剂（通过分子内的结构变化转移能量），如常用镍的有机化合物。real time PCR 与 reverse transcription PCR 相结合，能用微量的 RNA来找出特定时间、细胞、组织内的特别表达的遗传基因。这两种 RT PCR的组合又被称之为 “定量 RT-PCR（ quantitative RT-PCR）”3 RT-PCR技术相关试剂oligo: 多聚体，相当于 mRNA引物AMV RT：禽类成髓细胞瘤病毒逆转录酶MMLV RT：莫洛尼鼠白血病病毒逆转录酶dNTPs：脱氧核苷酸RNase： RNA 水解酶PCR Buffer：RT-PCR 缓冲液MgCl2：2 价镁离子

25、4 PCR 各步骤的目的预变性：破坏 DNA 中可能存在的较难破坏的二级结构。使 DNA 充分变性，减少 DNA 复杂结构对扩增的影响，以利于引物更好的和模板结合，特别是对于基因组来源的 DNA 模板，最好不要吝啬这个步骤。此外，在一些使用热启动 Taq 酶的反应中，还可激活 Taq 酶，从而使 PCR 反应得以顺利进行。三种循环模板 DNA 的变性：模板 DNA 经加热至 93左右一定时间后，使模板 DNA 双链或经PCR 扩增形成的双链 DNA 解离，使之成为单链，以便它与引物结合，为下轮反应作准备；模板 DNA 与引物的退火(复性) ：模板 DNA 经加热变性成单链后，温度降至 55左右

26、，引物与模板 DNA 单链的互补序列配对结合；引物的延伸：DNA 模板-引物结合物在 TaqDNA 聚合酶的作用下，以 dNTP 为反应原料，靶序列为模板，按碱基配对与半保留复制原理，合成一条新的与模板 DNA 链互补的半保留复制链。延伸时间原因用 PCR 仪扩增时 ,(变性.退火 ,延伸)循环完成后,继续 72 度延伸了 10 分钟的原因：1.延伸时间取决于待扩增 DNA 片段的长度。（当然是在反应体系一定的条件下）例如，使用 TaqDNA 聚合酶，72 度时的碱基掺入率为 35-100bp/s，因此延伸速率为 1kb/min。2.根据延伸速率推得，扩增 1kb 以内的 DNA 片段 1mi

27、n 即可，而 3-4kb 则需要 3-4min，依次照推。通常在最后一轮要适当的将延伸时间延长至 4-10min，这样做是使 PCR 反应完全以提高扩增产量。3.继续 72 度延伸了 10 分钟除了可以使 PCR 反应完全以提高扩增产量外，还有一个作用是：在用普通 Taq 酶进行 PCR 扩增时在产物末端加 A 尾的作用，可以直接用于 TA 克隆的进行。DNA 二级结构：1.两条多核苷酸链以相同的旋转绕同一个公共轴形成右手双螺旋，螺旋的直径 2.0nm 2.两条多核苷酸链是反向平行的，一条 5-3，另一条 3-5 3.两条多核苷酸链的糖-磷酸骨架位于双螺旋外侧，碱基平面位于链的内侧 4 相邻碱

28、基对之间的轴向距离为 0.34nm，每个螺旋的轴距为 3.4nm DNA 二级结构的稳定作用力 1.两条多核苷酸链间的互补碱基对之间的氢键 2.碱基对疏水的芳香环堆积所产生的疏水作用力，以及堆积的碱基对间的范德华力， 3.磷酸集团上的负电荷与介质中的阳离子化合物之间形成的盐键所谓的 DNA 的一级结构，就是指 4 种脱氧核苷酸的链接及排列顺序，表示了该 DNA 分子的化学构成。核苷酸相互连接形成长的多核苷酸链。两个核苷酸之间的连接通常是通过磷酸二酯键（phosphodiester bond），该键将一个核苷酸的磷酸基团与另一个核苷酸的脱氧核糖连接。由四种脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接而成的长链高

29、分子多聚体为 DNA 分子的一级结构。DNA 分子中第一个核苷酸的 3-羟基与第二个核苷酸的 5-磷酸基脱水形成3,5-磷酸二酯键,第二个核苷酸的 3-羟基又与第三个核苷酸的磷酸基脱水形成 3,5-磷酸二酯键，依此类推，形成线性多聚体。DNA 分子中第一个核苷酸的 5-磷酸与最末一个核苷酸的 3-羟基都未参与形成 3,5-磷酸二酯键，故分别称为 5-磷酸端(或 5-端) 和 3羟基端(或 3-端)。DNA 的三级结构：1 超螺旋结构：环状分子的额外螺旋可以形成超螺旋2 其他三级结构：与蛋白质结合形成复合体(病毒) ；核小体结构生物的绝大部分遗传信息储存于 DNA 序列中，核苷酸的不同排列顺序决

30、定了生物的多样化。研究 DNA 的一级结构有助于了解 DNA 的生物学功能。PCR 引物的选择对靶序列中潜在的引物位点进行分析， 这些位点应该不会形成同源多聚体机构，也没有明显的形成二级结构的趋势，不会自身互补，与基因组中的其他序列无显著的同源性。（1）依据寡核苷酸引物与其靶序列形成杂合分子的熔解度的计算中提供的公式计算各引物的熔解温度。（2）选择一对匹配完好的正向和反向引物。两条引物的 G+C 含量相似，将产生一种大小和碱基组成合适的产物。两条引物与所扩增片段的 GC 含量都应在 40%-60%之间。（3）对寡核苷酸的长度和/或位置进行细调。使得引物的 3末端核苷酸为 G 或 C。检查两条寡

31、核苷酸之间有无明显的互补性。作为一条经验性的规律，一条引物上不该含有三个连续的与另一条引物互补的核苷酸。注意事项(1)双链 DNA 的变性温度是由双链中 C+G 的含量决定的，C+G 含量越高，模板 DNA 的溶解温度就越高。在选择的变性温度下，模板链越长变性所需时间就越长。如果变性温度过低或变性时间过短，会使仅仅富含 A+T 区域变性。当模板 DNA 的 G+C 含量超过 55%的时需要更高的变性温度。(2) 复性过程采用的温度至关重要。如果复性温度太高，寡核苷酸引物不能与模板很好的复性，扩增效率将会降低。如果复性温度太低，引物将产生非特异性复性，从而导致非特异性的 DNA 片段的扩增。复性

32、通常在比理论计算的引物和模板的溶解温度低 35的条件下进行。（3）PCR 扩增所需的循环数目决定于：反应体系中起始的模板拷贝数 ；引物延伸和扩增的效率。一旦 PCR 反应进入几何级数的增长期，反应会一直持续下去，直至某一成分成为限制因素。从这一点上来说，扩增产物中绝大多数应该是特异性的扩增产物，而非特异性的扩增产物应该低到难以检测到的程度。用 TaqDNA 聚合酶（效率为 0.7）在一个含有 10 的 5 次方个拷贝的靶序列的反应体系中进行 30 个循环后往往可以做到上述的理想情况。RT-PCR 是将 RNA 的反转录（RT）和 cDNA 的聚合酶链式扩增（PCR）相结合的技术.首先经反转录酶

33、的作用从 RNA 合成 cDNA,再以 cDNA 为模板 ,扩增合成目的片段.RT-PCR技术灵敏而且用途广泛,可用于检测细胞中基因表达水平,细胞中 RNA 病毒的含量和直接克隆特定基因的 cDNA 序列. 核糖核酸(缩写为 RNA，即 Ribonucleic Acid)，存在于生物细胞以及部分病毒、类病毒中的遗传信息载体。由至少几十个核糖核苷酸通过磷酸二酯键连接而成的一类核酸，因含核糖而得名，简称 RNA。RNA 普遍存在于动物、植物、微生物及某些病毒和噬菌体内。RNA 和蛋白质生物合成有密切的关系。在 RNA 病毒和噬菌体内，RNA 是遗传信息的载体。RNA 一般是单链线形分子；也有双链的

34、如呼肠孤病毒 RNA；环状单链的如类病毒RNA；1983 年还发现了有支链的 RNA 分子。DNA 和 RNA 的区别是什么? 1、组成单位不同：DNA 的组成单位是脱氧核苷酸，RNA 的组成单位是核糖核苷酸， 2、组成碱基不同：DNA 的组成碱基是 ATGC，RNA 的组成碱基是 AUGC 3、组成五碳糖不同：DNA 的组成五碳糖是脱氧核糖，RNA 的组成五碳糖是核糖， 4、空间结构不同：DNA 是双螺旋结构，RNA 一般是单链。 5、功能不同：DNA 是遗传物质，RNA 一般在细胞中不作为遗传物质。 RNA 大体可以分为三类 mRNA(信使 RNA) rRNA(核糖体 RNA) tRNA(

35、转运 RNA) 不同的 RNA 有着不同的功能 rRNA 是核糖体的组成成分，由细胞核中的核仁合成，而 mRNA tRNA 在蛋白质合成的不同阶段分别执行着不同功能。 mRNA 是以 DNA 的一条链为模板，以碱基互补配对原则，转录而形成的一条单链，主要功能是实现遗传信息在蛋白质上的表达，是遗传信息传递过程中的桥梁 核糖体 RNA：即 rRNA，是最多的一类 RNA，也是 3 类 RNA（tRNA,mRNA,rRNA)中相对分子质量最大的一类 RNA，它与蛋白质结合而形成核糖体，其功能是作为 mRNA 的支架，使 mRNA 分子在其上展开，实现蛋白质的合成。rRNA 占 RNA 总量的 82%

36、左右。rRNA 单独存在时不执行其功能，它与多种蛋白质结合成核糖体，作为蛋白质生物合成的“装配机”。rRNA 一般与核糖体蛋白质结合在一起，形成核糖体（ribosome），如果把rRNA 从核糖体上除掉，核糖体的结构就会发生塌陷。tRNA 的功能是携带符合要求的氨基酸，以连接成肽链，再经过加工形成蛋白质转运 RNA（transfer ribonucleic acidtRNA）是具有携带并转运氨基酸功能的一类小分子核糖核酸，简称 tRNA。绝大多数 tRNA 由七十几至九十几个核苷酸组成，分子量为2500030000，沉降常数约为 4S（个别 tRNA 的沉降常数为 3S，含 63 个核苷酸）。

37、一种tRNA 只能携带一种氨基酸，如丙氨酸 tRNA 只携带丙氨酸，但一种氨基酸可被不止一种tRNA 携带。同一生物中，携带同一种氨基酸的不同 tRNA 称作“同功受体 tRNA”。组成蛋白质的氨基酸有 20 种，而 tRNA 可以有六七十种或更多。携带同一种氨基酸的细胞器tRNA 与细胞质 tRNA 也不一样。生物体发生突变后，校正机制之一是通过校正基因合成一类校正 tRNA，以维持翻译作用译码的相对正确性。可以有多种校正 tRNA 携带同一种氨基酸。转运 RNA 的功能: 主要是携带氨基酸进入核糖体，在 mRNA 指导下合成蛋白质。即以mRNA 为模板，将其中具有密码意义的核苷酸顺序翻译成

38、蛋白质中的氨基酸顺序（见蛋白质 的生物合成、核糖体）。tRNA 与 mRNA 是通过反密码子与密码子相互作用而发生关系的。在肽链生成过程中，第一个进入核糖体与 mRNA 起始密码子结合的 tRNA 叫起始tRNA，其余 tRNA 参与肽链延伸，称为延伸 tRNA，按照 mRNA 上密码的排列，携带特定氨基酸的 tRNA 依次进入核糖体。形成肽链后，tRNA 即从核糖体释放出来。整个过程叫做 tRNA 循环（图 3）。tRNA 靠反密码子与 mRNA 识别，但并非一种反密码子只能识别一种密码子。例如反密码子 CIG（I 是次黄嘌呤核苷酸）能识别三种密码子。一般反密码子中的稀有核苷酸因配对不严格而能识别多种密码子，这种现象在生物学中称为“摆动