信使 核糖核酸 ， 中文译名 “信使 核糖 核酸 ”，是由 脱氧核糖核酸 的一条链作为模板 转录 而来的、携带遗传信息能指导 蛋白质 合成的一类单链核糖 核酸 。
以 细胞 中基因为模板，依据 碱基 互补 配对 原则转录生成mRNA后，mRNA就含有与 DNA分子 中某些功能片段相对应的碱基序列，作为蛋白质生物合成的直接模板。m RNA 虽然只占细胞总RNA的2%~5%，但种类最多，并且代谢十分活跃，是 半衰期 最短的一种RNA，合成后数分钟至数小时即被分解。
美国食品药品监督管理局 ( FDA )于2020年12月11日授权一款运用mRNA(信使核糖 核酸 )技术研制的 新型冠状病毒疫苗 的紧急使用许可。2022年2月， 南非 一公司3日对当地媒体表示，该公司利用已公开的新冠疫苗核酸序列，开发出 非洲 大陆首款mRNA（信使核糖核酸）新冠疫苗，计划今年底前开展 临床试验 。
概述
信使 核糖核酸
信使 RNA 是指导蛋白质生物合成的直接模板。m RNA 占细胞内RNA总量的2%~ 5%，种类繁多，其分子大小差别非常大。 信使RNA（mRNA）是一大类RNA分子，它将遗传信息从 脱氧核糖核酸 传递到 核糖体 ，在那里作为蛋白质合成模板并决定基因表达蛋白产物肽链的氨基酸序列。 RNA 聚合酶 将初级 转录 物mRNA（称为前mRNA）转录成加工过的成熟mRNA，这种成熟的mRNA被翻译成 蛋白质 。
如在DNA中一样，mRNA遗传信息也保存在核 酸序列中，其被排列成由每个三个 核苷酸碱基对 组成的密码子。每个密码子编码特定氨基酸，但 终止密码子 例外，因为其终止蛋白质合成。
将密码子翻译成氨基酸的过程需要另外两种类型的 核糖核酸 ： 转运RNA （ tRNA ）和 核糖体 RNA（rRNA）。tRNA介导密码子的识别并提供相应的氨基酸，rRNA是 核糖体蛋白质 制造机械的核心组成部分。
mRNA的存在首先由Jacques Monod和FrançoisJacob提出，随后由Jacob，Sydney Brenner和Matthew Meselson于1961年在 加州理工学院 发现。
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。
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。
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。
原核生物 与 真核生物 mRNA的结构特点也不同。真核生物mRNA具有5‘帽子和3’多聚A尾巴， 原核生物 没有这样的首尾结构。
单顺反子与 多顺反子mRNA
翻译产物仅是单个蛋白质链（ 多肽 ）的mRNA称为单顺反子mRNA。大多数真核mRNA都属于单顺反子mRNA。 多顺反子mRNA 携带几个 开放阅读框 （ORF），每个开放阅读框都能被翻译成一条多肽，这些多肽通常具有相似的功能，通常构成最终复合蛋白的不同亚基。这些多肽链对应的 脱氧核糖核酸 片断则位于同一 转录 单位内，享用同一对起点和终点。细菌和 古菌 中的大多数mRNA是多顺反子的。
mRNA的 环化
在 真核生物 中，由于eIF4E和poly（A）结合蛋白之间的相互作用，mRNA分子形成环状结构，这两种结合蛋白都与eIF4G结合，形成mRNA- 蛋白 mRNA桥。 环化 促进 核糖体 在mRNA上的循环，提高翻译效率，且确保仅有完整的mRNA得到翻译。
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 。 脱氧核糖核酸 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 核糖核酸 ，这一过程就是转录（transcription）。 催化 合成RNA的酶叫做RNA 聚合酶 （RNA polymerase）。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）， 转运RNA （ 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 阿米巴虫 进行了实验；若加入 核糖核酸 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（ 阿米巴虫 proteus）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 阿米巴虫 中。经过一段时间发现被标记的 核糖核酸 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 脱氧核糖核酸 和蛋白质之间传递信息的信使的最佳候选者。
1956年Elliot Volkin和 Lawrence Astrachan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 核糖核酸 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 脱氧核糖核酸 ，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 核糖核酸 （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T2 RNA，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 脱氧核糖核酸 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 核糖核酸 似乎完全符合以上条件。 jacob 和Monod将它定名为信使RNA（Messenger RNA）或mRNA。
合成与加工
转录是指由 脱氧核糖核酸 合成RNA的过程。在转录期间，RNA聚合酶根据需要将一个基因的 DNA 拷贝成mRNA，这个过程在 真核生物 和 原核生物 中是相似的。
与原核生物明显不同的是，真核RNA聚合酶在转录过程中与mRNA加工酶结合，因此，真核生物的mRNA加工可以在转录开始后快速进行。短寿命的未加工或部分加工的转录产品称为前体mRNA或pre-mRNA；一旦加工完全，它被称为成熟mRNA。
真核 pre-mRNA加工
mRNA的加工在真核生物、细菌和 古菌 中差异很大。实质上，非 真核 mRNA在 转录 时是成熟的，除极少数情况外不需要加工。然而， 真核生物 pre-mRNA需要大量加工。
5’端加帽子：5‘ 帽（也称为 核糖核酸 帽，RNA 7- 甲基 鸟苷 帽或RNA m7G帽）就是一个经修饰的 鸟苷酸 ，在转录开始不久后就被添加到新产生的真核mRNA的“前”即5'末端。 5’帽由末端7-甲基鸟苷 残基 组成，它通过5'-5'-三磷酸键与第一转录出的 核苷酸 连接。它的存在对于 核糖体 的识别和对mRNA的保护至关重要。
3’端加尾：是指聚腺苷 基部分与mRNA分子的共价连接。在 真核生物 中，大多数信使RNA（mRNA）分子在3'末端被多聚 腺苷酸 化。Poly A尾巴和与其结合的 蛋白质 有助于保护mRNA免于被 核酸外切酶 降解。3’端加尾对于 转录 终止，从 细胞核 输出mRNA和翻译也很重要。 原核生物 中的mRNA也常被3’端加尾，但此时的poly（A）尾巴促进而不是防止核酸外切酶对mRNA的降解。
mRNA的转运
真核生物和原核生物之间的另一个区别是mRNA的转运。由于 真核 转录和翻译是在不同的 细胞器 内进行的，真核mRNA必须从细胞核输出到 细胞质 。 这一过程可能受不同信号通路的调节。成熟的mRNA通过其加工的修饰被识别，在结合帽结合蛋白CBP20和CBP80及 转录 /输出 配位化合物 （TREX）后通过核孔被输出到 细胞 质。
mRNA的翻译
因为原核mRNA不需要加工或转运，所以 原核生物 mRNA在 核糖体 的翻译可以在转录结束后立即开始。因此，可以说原核生物的mRNA翻译与转录偶联发生。
已经加工并转运至细胞质的 真核生物 mRNA（即成熟mRNA）在核糖体的翻译发生在 细胞质 中自由漂浮的核糖体中，或者通过 信号识别颗粒 导向到的 内质网 中。因此，与原核生物不同， 真核生物 的mRNA翻译不直接与 转录 偶联。在某些情况下甚至可能发生这样的情况，即mRNA水平的降低却伴随着 蛋白质 水平的增加。
一、定义
一转录单位
三 终止子 （terminator）
二、 RNA 聚合酶
一酶的特性：以4种 NTP 为 底物 ，需模板和镁离子，合成方向也是5 ’－3’，但不需要 引物 。
二酶的分类：
1． 噬菌体 的RNA聚合酶结构简单，是单链蛋白，功能也简单。
2．细菌则具有复杂的多亚基结构（450Kd），可识别并 转录 超过1000个转录单位。
3． 真核生物 的酶有多种，根据a－ 鹅膏 碱（环状8肽，阻断 核糖核酸 延伸）的抑制作用可分为三类：聚合酶A对它不敏感，分布于 核仁 ，转录 核糖体 RNA；聚合酶B对低浓度敏感，存在于核质，转录信使 RNA ； 聚合酶 C位于核质，对高浓度敏感，转录 小分子 量RNA，如 转运RNA 、5SRNA等。各种RNA聚合酶都是由10-15种不同亚基组成的多亚基 配位化合物 。
4． 线粒体 和 叶绿体 也有RNA聚合酶，结构简单，能合成所有种类RNA。
三酶的构成： 大肠杆菌 的全酶有5个亚基（α2ββ’ωσ），含2个锌。β 催化 形成磷酸二 键，β’结合模板，σ亚基称为起始因子，可使RNA聚合酶稳定地结合到 启动子 上。ββ’ωσ称为核心酶。σ亚基在不同菌种间变动较大，而核心酶比较恒定。酶与不同启动子的结合能力不同，不同启动因子可识别不同的启动子。σ70识别启动子 共有序列 ，σ32识别热休克基因，σ60在氮饥饿时起作用。σ通过随机移动起作用，不需解链。
四模板：以完整双链 脱氧核糖核酸 为模板，其中仅一条链可 转录 。转录时局部解链，转录后DNA重新形成双螺旋结构，所以DNA是全保留的。
三、转录过程
分为起始、延长和终止三个阶段。起始包括对双链DNA特定部位的识别、局部（17bp）解链以及在最初两个 核苷酸 间形成 磷酸二酯键 。第一个核苷酸掺入的位置称为转录起点。
起始后起始因子离开，核心酶构象改变，沿模板移动，转录生成杂交双链（12bp）。随后DNA互补链取代 核糖核酸 链，恢复DNA双螺旋结构。延伸速度为50nt/s，酶移动17nm。错误几率为10-5。
聚合酶 到达终点时，在终止辅助因子的帮助下停止反应，酶和RNA链脱落， 转录 结束。
四、启动子和 转录因子
一定义：酶识别、结合、开始转录的一段 脱氧核糖核酸 序列。强 启动子 2秒钟启动一次转录，弱启动子10分钟一次。
二 原核生物 ： 大肠杆菌 在起点上游约－10 核苷酸碱基对 处有 保守序列 TATAAT，称为pribnow box，有助于局部解链。在其上游还有TTGACA，称为－35序列，提供 核糖核酸 聚合酶识别的信号。
三 真核生物 ：复杂，差异较大。
1．信使 RNA 的启动子通常有三个保守区，－25到－30有TATA框，是解链位置，并决定 转录 起点；－75位置有CAAT框，与 RNA 聚合酶 的结合有关；更上游还有GC框，某些 转录因子 可结合。后两个称为上游因子，对转录起始频率有较大影响；
2． 小RNA的 启动子 在转录区内部，有一些辅助因子帮助RNA聚合酶识别。
五、终止子和终止因子
一定义
二所有 原核生物 的 终止子 在终点之前都有一个回文结构，可使酶减慢移动或暂停合成。 大肠杆菌 有两类终止子：
1． 简单终止子，回文区有一段富含GC对的序列，回文后有寡聚尿苷。
2．依赖ρ的终止子，必须在有ρ因子时才能发挥作用，不含GC对，也无寡聚尿苷。ρ因子是 蛋白质 ，可与酶作用，释放 核糖核酸 ，并使酶脱离。
三某些因子可使酶越过终止子继续 转录 ，称为通读。常见于某些 噬菌体 的时序控制，早期基因与晚期基因以终止子相隔，早期基因产生 抗终止因子 ，使发生通读以表达晚期基因。
六、转录的调控
一遗传信息的表达有时序调控和适应调控，转录水平的调控是关键环节，因为这是表达的第一步。 转录调控 主要发生在起始和终止阶段。
二 操纵子 是细菌基因表达和调控的单位，有正调节和负调节因子。 阻遏蛋白 的作用属于负调控。 环 腺苷酸 通过其受体蛋白（CRP）促进转录，可促进许多诱导酶的合成。操纵子可构成综合性调控网络，如SOS反应等。对 终止子 也有调控作用，如 衰减 子。
三 真核生物 不组成操纵子，而是通过激素、 生长因子 等进行调控。某些 脱氧核糖核酸 序列对 转录 起增强作用，称为增强子。
第二节转录后加工
一、 原核生物
一 核糖体 核糖核酸 ： 大肠杆菌 共有7个核糖体RNA的转录单位，每个转录单位由16S、23S、5SRNA和若干 转运RNA 基因组 成。16S和23S之间常由转运RNA隔开。转录产物在RNA酶III的作用下裂解产生核糖体RNA的 前体 P16和P23，再由相应成熟酶加工切除附加序列。前体加工时还进行 甲基 化，产生修饰成分，特别是a-甲基 核苷 。N4,2’-O二甲基胞苷（ M4 Cm）是16S核糖体RNA特有成分。5S核糖体RNA一般无修饰成分。
二转运RNA：有60个基因，其加工包括：
1． 内切酶 在两端切断， 大肠杆菌 核糖核酸 酶P是5’成熟酶；
2. 外切酶 从3’修剪，除去附加顺序。RNA酶D是3’成熟酶；
3．3’端加上CCAOH，由 转运RNA 核苷酰 转移酶 催化 ，某些转运RNA已有，切除附加序列后即露出；
4．核苷的修饰：修饰成分包括 甲基化 碱基 和 假尿嘧啶核苷 ，修饰酶具有高度特异性。甲基化对碱基和序列都有严格要求，一般以 腺苷甲硫氨酸 为 甲基供体 。
三信使RNA：细菌多数不用加工， 转录 与翻译是偶联的。也有少数多顺反子信使 RNA 必须由 内切酶 切成较小的单位，然后翻译。如核糖体大亚基蛋白与RNA聚合酶的b亚基基因组成混合 操纵子 ，转录后需经RNA酶III切开，各自翻译。因为 核糖核酸 聚合酶 的合成水平低得多，切开有利于各自的翻译调控。较长的RNA会产生高级结构，不利于翻译，切开可改变其结构，从而影响其功能。
二、 真核生物 生物
一 核糖体 RNA：基因拷贝数多，在几十到几千之间。基因成簇排列在一起，由RNA聚合酶I 转录 生成一个较长的 前体 ， 哺乳动物 为45S。 核仁 是rRNA合成与核糖体亚基 生物合成 的场所。RNA酶III等核酸 内切酶 在加工中起重要作用。5SRNA基因也是成簇排列的，由RNA聚合酶III转录，经加工参与构成大亚基。核糖体 核糖核酸 可被 甲基化 ，主要在 核苷 2’ 羟 基，比 原核生物 甲基化程度高。多数核糖体RNA没有 内含子 ，有些有内含子但不转录。
二转运RNA：由RNA 聚合酶 III转录，加工与 原核 相似，但3’端的CCA都是后加的，还有2’-O- 甲基 核糖 。
三信使RNA： 真核生物 生物 编码 蛋白质 的基因以单个基因为 转录 单位，但有内含子，需切除。信使RNA的原初转录产物是分子量很大的 前体 ，在核内加工时形成大小不等的中间物，称为核内不均一RNA(hn 核糖核酸 ）。其加工过程包括：
1．5’端加帽子：在转录的早期或转录终止前已经形成。首先从5’端脱去一个磷酸，再与GTP生成5’，5’三磷酸相连的键，最后以 腺苷甲硫氨酸 进行 甲基化 ，形成帽子结构。帽子结构有多种，起识别和稳定作用。
2． 3’端加尾：在核内完成。先由 RNA 酶III在3’端切断，再由多聚 腺苷酸 聚合酶 加尾。尾与通过 核膜 有关，还可防止 核酸外切酶 降解。
3． 内部 甲基 化：主要是6-甲基 6-氨基嘌呤 ，在hn 核糖核酸 中已经存在。可能对 前体 的加工起识别作用。
三、 RNA 的拼接
一 转运RNA 的拼接：由酶 催化 ，酶识别共同的 二级结构 ，而不是序列。通常 内含子 插入到靠近 转运RNA 处，与反密码子 配对 ，取代反密码子环。第一步由内切酶切除插入序列，不需 ATP ；第二步由RNA连接酶连接，需要ATP。
二 四膜虫 核糖体 RNA 的拼接：某些四膜虫26S核糖体RNA基因中有一个内含子，其拼接只需一价和二价 阳离子 及 鸟苷 酸或鸟苷存在即可自发进行。其实质是 磷酸酯 的转移反应，鸟苷酸起辅助因子的作用，提供游离3’ 羟基 。
三信使 RNA ： 真核生物 编码 蛋白质 的核基因的内含子属于第二类内含子，左端为GT，右端为AG。先在左端切开，产生的5’末端与3’端上游形成5’，2’- 磷酸二酯键 ，构成套索结构。然后 内含子 右端切开，两个 外显子 连接起来。通过不同的拼接方式，可形成不同的信使 核糖核酸 。
第三节RNA的复制
一、 噬菌体 QbRNA的复制
其RNA是单链，正链，侵入 大肠杆菌 后立即翻译，产生复制酶的b亚基，与 宿主 的三个亚基（α为 核糖 体蛋白，γ、δ均为肽链延长因子）构成复制酶，进行复制。先以正链为模板合成 负链 ，再根据负链合成正链。合成负链时需要宿主的两个蛋白因子，合成正链则不需要，所以可大量合成。病毒的 蛋白质 合成受 RNA 高级结构的调控。
二、病毒RNA复制的主要方式
一病毒含正链RNA，先合成复制酶，复制后合成其他蛋白质进行装配。如 噬菌体 Qb及灰质炎病毒。
二病毒含负链和复制酶，先合成正链，再合成病毒蛋白和复制病毒 核糖核酸 。如 狂犬病毒 。
三病毒含双链RNA和复制酶，如 呼肠孤病毒科 。先复制正链，再翻译成病毒蛋白，最后合成 负链 ，形成双链RNA分子。
四致癌RNA病毒：如 白血病 病毒和 肉瘤 病毒，先逆转录生成 脱氧核糖核酸 前病 毒，再 转录 、翻译。
第四节 RNA 生物合成 的抑制剂
一、 碱基类似物
有些人工合成的 碱基类似物 能干扰和抑制核酸的合成。作用方式有以下两类：
一作为代谢拮抗物，直接抑制 核苷酸 生物合成有关酶类。如6- 基嘌呤进入体内后可转变为 巯基 嘌呤核苷酸 ，抑制 嘌呤核苷酸 的合成。可作为抗癌药物，治疗 急性白血病 等。此类物质一般需转变为相应的核苷酸才能表现出抑制作用。
二进入核酸分子，形成异常 核糖核酸 或 DNA ，影响核酸的功能并导致突变。5- 尿 类似尿嘧啶，可进入 RNA ，与腺嘌呤 配对 或异构成 烯醇 式与鸟嘌呤配对，使A-T对转变为G-C对。因为正常细胞可将其分解，而 癌细胞 不能，所以可选择性抑制癌细胞生长。
二、 脱氧核糖核酸 模板功能抑制物
一 烷化剂 ：带有活性 烷基 ，能使DNA 基化。鸟嘌呤烷化后易脱落，双功能烷化剂可造成双链交联，磷酸基烷化可导致DNA链断裂。通常有较大毒性，引起突变或致癌。
二放线菌素类：可与 DNA 形成非共价 配位化合物 ，抑制其模板功能。包括一些抗癌抗生素。
三嵌入 染料 ：含有扁平芳香族 生色团 ，可插入双链DNA相邻 核苷酸碱基对 之间。常含丫啶或 菲啶 环，与 碱基 大小类似，可在复制时增加一个 核苷酸 ，导致 移码 突变。如 溴乙啶 。
三、 RNA 聚合酶抑制剂
二利链菌素：与细菌RNA聚合酶b亚基结合，抑制RNA链的延长。
mRNA分子的合成始于 转录 ，并最终以降解结束。在被翻译之前，真核mRNA分子通常需要大量加工和转运，而 原核生物 mRNA分子则不需要。真核mRNA分子和它周围的 蛋白质 一起被称为信使RNP。
实验方法
降解
同一细胞内的不同mRNA具有不同的寿命（稳定性）。在细菌细胞中，单个mRNA可以存活数秒至超过一小时，但平均寿命为1至3分钟，因此，细菌mRNA的稳定性远低于 真核 mRNA。 哺乳动物 细胞mRNA的寿命从几分钟到几天不等。mRNA的稳定性越高，从该mRNA产生的蛋白质越多。 mRNA的有限寿命使细胞能够快速改变蛋白质合成以响应其不断变化的需求。有许多机制可导致mRNA的降解。
原核mRNA的降解
原核生物mRNA的降解是不同 核糖核酸酶 包括核酸内切酶，3' 核酸外切酶 和5'核酸外切酶的共同作用的结果。在一些情况下，长度为数十至数百个 核苷酸 的小RNA分子（sRNA）可通过与互补序列 碱基 配对 来促进RNase III对特定mRNA的降解。
真核mRNA的降解
真核生物 的翻译和mRNA 衰变 之间存在着平衡。正在被翻译的mRNA被 核糖体 ，真核起始因子eIF-4E和eIF-4G以及poly（A）结合蛋白结合，不能接触 外泌体 配位化合物 ，mRNA得到保护。mRNA的poly（A）尾巴被特异性外切核酸酶缩短，该 核酸外切酶 通过RNA上的顺式调节序列和 反式，反式－己二烯二酸 作用RNA结合蛋白的组合定位到特定mRNA。 Poly（A）尾巴被去除破坏了m RNA 的环状循环结构并降低了帽结合复合体的稳定性，导致m 核糖核酸 会被外来体复合物或脱帽复合物降解。通过这种方式，可以快速降解翻译不活跃的mRNA，而翻译活跃的mRNA不受影响。
小干扰RNA
在后生生物中，由Dicer产生的小干扰RNA（siRNA）被整合到称为RNA诱导沉默 配位化合物 （RISC）。该复合物含有内切核酸酶，切割与siRNA结合的完全互补的mRNA，产生的片段然后被 核酸外切酶 降解。 siRNA通常用于实验室 细胞 培养中阻断基因的功能。SiRNA被认为是病毒先天 免疫系统 的一部分，可以用于对 双链RNA病毒 的防御。
微小RNA
微小RNA（miRNA）是小RNA，通常与后生生物mRNA中的序列部分互补。 miRNA与m 核糖核酸 的结合可以抑制该mRNA的翻译并加速poly（A）尾部去除，从而加速mRNA降解。
结构与功能
从 ( 脱氧核糖核酸 ） 转录 合成的带有遗传信息的一类单链（ RNA ），他作为 蛋白质 合成的模板，决定了 核糖体 合成肽链的种类。1961年F.雅各布和根据 大肠杆菌 诱导酶生成的实验结果提出：信息从DNA到蛋白质之间的转移，必需有一种RNA起传递作用，由此提出了信使核糖核酸的名称。
生物体内的每种多肽链都由特定的mRNA编码，所以细胞内mRNA的种类很多，但通常每种m RNA 的拷贝数极少（1～10个）。根据信息密码学说，3个连续的核苷酸可以编码一个氨基酸，因此从已知mRNA（或 脱氧核糖核酸 ） 核苷酸顺序 可以准确推导出 蛋白质 的一级结构。新型智能m 核糖核酸 药物的研发拓展了mRNA的功能，其可通过感知体内实时生物信号，动态调节所编码治疗性蛋白质的产量，实现治疗效果的自主调整。
存在范围和性质
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 （如和）中。 RNA 病毒和RNA噬菌体中的 RNA既是遗传信息的载体又具有mRNA的功能。生物体mRNA种类的多少与生物进化水平有关，高等生物所含的遗传信息多，mRNA的种类也多。生物体内某种mRNA的含量根据需要而有不同，如5龄蚕后部丝 腺体 的主要任务是快速合成大量丝心蛋白，因而编码丝心蛋白的mRNA含量特别多。有些细菌需要不断适应外部环境，其体内编码某些诱导酶的mRNA的含量也较多。
原核生物 和 真核 生物 mRNA不同的特点
① 原核生物 mRNA常以多顺反子（见）的形式存在，即一条mRNA链编码几种功能相关联的 蛋白质 。真核生物mRNA一般以单顺反子的形式存在，即一种mRNA只编码一种蛋白质。②原核生物m RNA 的转录与翻译一般是偶联的，即转录尚未完毕，蛋白质的转译合成就已开始 真核生物 转录 的mRNA 前体 则需经后加工，加工为成熟的mRNA与蛋白质结合生成信息体后才开始工作 信息体中蛋白质与RNA之比约为3。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的半寿期较长，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。
一级结构与功能的关系
原核生物mRNA一般5'端有一段不翻译区，称前导顺序，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。如 大肠杆菌 乳糖操纵子 mRNA编码3条 多肽 链； 色氨酸 操纵子mRNA编码5条多肽链。也有单顺反子形式的细菌mRNA，如大肠杆菌脂蛋白mRNA。 原核生物 mRNA分子中一般没有修饰 核苷酸 ，也没有5'端帽子结构和3'端聚 腺苷酸 尾巴。在原核生物mRNA的起始密码子（AUG）附近（5'方向上游）的一小段长短不等的顺序，含有较多的 嘌呤核苷酸 ，被称为SD顺序。它能和 核糖体 小亚基 上的16Sr RNA 的3'端富含 嘧啶 核苷酸 的区域 配对 结合，有助于带有 甲酰甲硫氨酸 的起始 转运RNA 识别mRNA上的起始密码（AUG），使肽链合成从此开始。这段顺序是1974年由J.夏因和L.达尔加诺发现的，所以称为SD顺序，也称核糖体结合部位。 原核生物 mRNA的 编码区 一般编码几种功能上相关联的 蛋白质 ，两种蛋白质的编码区之间常有一小段不翻译的顺序，叫做间隔区。有的 噬菌体 RNA中2个相邻的顺反子共用一段相同的编码顺序，例如，M 噬菌体RNA中的溶菌蛋白编码区共225个 核苷酸 中有189个 核苷酸 是由相邻两个蛋白质共用的。原核mRNA与 真核 mRNA一样使用同一套三联体密码子（ 真核生物 线粒体 mRNA有例外）。 原核 生物合成 氨基酸的 操纵子 mRNA的5' 端前导顺序上有一段顺序称作 弱化子 。弱化子具有两种可以互变的构象，其中一种构象是转录终止的信号，能使转录中止（或 衰减 ）。衰减调节是 原核生物 合成氨基酸的调控方式之一（见）。
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（图1a[ 真核 生物mRNA结构示意图 a一级结构示意图]）。分子中除 G构成帽子外，常含有其他修饰 核苷 酸 ，如 A等。5'端帽子结构通常有3种类型，即：G(5'）ppp(5')N； G(5') ppp (5') N和 G(5')ppp(5'） N。图1b[ 真核生物 mRNA结构示意图b 5'端帽子 结构式 ，，表示 碱基 ]，表示碱基" class=image>[] 是帽子的化学结构，N右边的m代表 核糖 2'位 羟基 的 甲基化 。 真核细胞 线粒体 中的mRNA无帽子结构。一般认为帽子的功能与翻译的启动有关。许多 真核 生物 mRNA（如珠蛋白mRNA）除去帽子后翻译效率大大降低。5'端不翻译区，也叫前导顺序。不同的真核mRNA的前导顺序长度不同，有的只有10个 核苷 酸 ，有的则有200个 核苷 酸 。与 原核生物 mRNA相似， 真核 mRNA5'端不翻译区中常有一段顺序与 核糖体 小亚基 上的18SrRNA的3'端的一段顺序互补并结合，这种结合与真核mRNA的翻译启动有关。
翻译区（ 编码区 ）使用的密码子除 线粒体 （如人、牛和酵母线粒体）外与 原核生物 mRNA是一样的。 真核生物 mRNA的起始密码子都是AUG。真核和原核生物mRNA使用的密码子也都有“简并现象”，即几种不同的密码子翻译出同一种氨基酸，但不同的mRNA中简并密码子的利用率是不同的，真核与 原核生物 生物之间的差别就更大。mRNA的 终止密码子 有3个（UAG、UGA和UAA），其功能是停止翻译，一般只用一个终止密码子就能使翻译停止。有的mRNA有2个连续的终止密码子（见）。3'端不翻译区的长短在不同的m RNA 上有所不同，β珠蛋白mRNA只有39个 核苷 酸 ，而卵白蛋白mRNA则有637个 核苷酸 。 真核生物 mRNA3'端不翻译区常有 AAUAA(A）或AUUUA(A）等顺序，它们和识别多聚A 聚合酶 及装配多聚A尾巴有关。除个别组蛋白mRNA外，真核生物mRNA3'端均有多聚A尾巴 3'端多聚A尾巴的长度随来源不同而不同，且随mRNA的老化而变短，通常有20～200个A。多聚A与mRNA稳定性及mRNA从 细胞核 转到 细胞 浆中有关。
真核生物mRNA的 前体 真核生物m RNA 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-RNA的阶段，最终才被加工为成熟的 mRNA。hn RNA 上的 蛋白质 编码区 被一些居间顺序分隔成若干段；不同的基因转录产物所含的居间顺序的数目不同，人 胰岛素 只有两个，而牛眼的 晶体 蛋白则含有数十个；居间顺序的长短也各不相同，从数十个到上千个 核苷酸 （鸡卵白蛋白有一个1550个 核苷酸 的居间顺序）。居间顺序将在 剪接 过程中去除。约有10～40%的hnRNA含有3′端多聚A尾巴。hnRNA经过进一步加工切除居间顺序并把分隔的蛋白质编码区连接起来，最终成为成熟的m RNA 。
二级结构 与功能的关系
通常m 核糖核酸 （单链）分子自身回折产生许多双链结构（图2 [ 噬菌体 M RNA中成熟蛋白] RNA中成熟蛋白" class=image>[ 编码区 的二级结构及外壳蛋白的起始密码子 AUG的位置]）。 原核生物 ，例如M 噬菌体 RNA 外壳蛋白编码区，经计算有66.4%的 核苷酸 以双链结构的形式存在。M RNA 能翻译4种 蛋白质 ，但效率各不相同。在通常条件下翻译外壳蛋白（其编码区在成熟蛋白的下游）的效率高于成熟蛋白的效率。但用甲醛处理M RNA破坏 二级结构 后，则翻译成熟蛋白的效率提高。图2[ 噬菌体 M RNA中成熟蛋] RNA中成熟蛋" class=image>[白 编码区 的二级结构及外壳蛋白的起始密码子 AUG的位置] 中外壳蛋白的起始密码子 AUG(1335～1337）通常处于环（Loop）的顶端，暴露在外面，因而易于与翻译的启动因子结合而进行翻译。成熟蛋白的编码区尽管处在外壳蛋白的前面，但其起始密码子GUG(130～132）却埋在二级结构之中，故翻译效率低，只有将二级结构松开（如甲醛处理）之后才能被翻译。可见mRNA分子的 二级结构 对翻译 蛋白质 的效率有很大影响。
真核生物 mRNA也具有丰富的二级结构，如鸭珠蛋白mRNA和兔珠蛋白mRNA分别有45～60%和55～62%的 核苷酸残基 处在 碱基 配对 之中。在真核生物蛋白质启动 配位化合物 中，40S 核糖体 实际上覆盖着mRNA上包括帽子结构在内的50～54个 核苷酸 ，但是40S核糖体的大小比50个核苷酸的长度小得多 由于形成的发夹结构（二级结构使帽子与起始密码子之间的空间距离缩短）（图3[真核生物mRNA ]），造成40S核糖体能够覆盖包括帽子结构和起始密码子 AUG在内的50多个核苷酸，从而启动 蛋白质 合成。不同的mRNA中发夹结构的有无或多少各不相同。在蛋白质合成肽链继续延伸时，不需要帽子结构参加，此时 核糖体 覆盖的m RNA 的区域约为25～35个 核苷酸 ，m 核糖核酸 的构象已不同于启动阶段而是处于一种伸展的状态，从而有利于转译的延续。可见，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。
信使与密码子
简介
遗传信息从 脱氧核糖核酸 分子抄录到 RNA 分子中的过程称为 转录 （transcription）。在 真核生物 中，最初转录生成的RNA称为核不均一RNA（heterogeneous nuclear RNA，hn RNA ），然而在细胞浆中起作用，作为 蛋白质 的氨基酸序列合成模板的是m 核糖核酸 （messenger RNA）。hnRNA是mRNA的未成熟 前体 。两者之间的差别主要有两点：一是hn RNA 核苷酸 链中的一些片段将不出现于相应的mRNA中，这些片段称为 内含子 （intron），而那些保留于mRNA中的片段称为 外显子 （exon）。也就是说，hnRNA在转变为mRNA的过程中经过 剪接 ，被去掉了一些片段，余下的片段被重新连接在一起；二是mRNA的5′末端被加上一个m7pG ppp 帽子，在mRNA3′末端多了一个多聚 腺苷酸 （polyA）尾巴。m RNA 从5′末端到3′末端的结构依次是5′帽子结构，5′末端非 编码区 ，决定 多肽 氨基酸序列的编码区，3′末端非编码区，和多聚 腺苷酸 尾巴。多聚腺苷酸尾一般由数十个至一百几十个腺苷酸连接而成。随着m 核糖核酸 存在时间的延续，这段聚A尾巴慢慢变短。因此，目前认为这种3′末端结构可能与增加 转录 活性以及使mRNA趋于相对稳定有关。 原核 生物 的mRNA没有这种首、尾结构。
1961年， jacob 和Monod首先提出了m RNA 的概念。在 真核生物 中，由于 蛋白质 是在胞浆中而不是在核内合成，因此显然要求有一个中间物将 脱氧核糖核酸 上的遗传信息传递至胞浆中。后来的研究证实，这种中间物即信使 RNA. ?m RNA 的 核苷酸 序列与DNA序列相应，决定着合成蛋白质的氨基酸序列。它如何指导氨基酸以正确的顺序连接起来呢？不同的mRNA碱基组成和排列顺序都不同，但都只有A，G，C，U4种碱基。如果一个 碱基 就可以决定一个氨基酸，则只有四种变化方式，如果两个碱基决定一个氨基酸，则只有16种变化方式，都不能满足20种氨基酸的需要。1961年Crick和Brenner的实验得出了三个核苷酸编码一个氨基酸的结论，并将这种三位一体的 核苷酸 编码称做 遗传密码 （genetic code）或三联体密码，这样就可以有64种不同的密码，但此情况下必须假定有一些氨基酸使用两个以上的密码。这一假定很快就被证明是对的。
遗传密码具特征
1．三个 核苷酸 组成一个密码子，每个密码子由三个前后相联的核苷酸组成，一个密码子只为一种氨基酸编码。共有64个密码子；
2．密码子之间不 重叠 使用核苷酸，也无 核苷酸 间隔；
3．一种氨基酸可有多个密码子，这个特点称为密码子的简并性；
4．密码子的通用性，所有生物从最低等的病毒直至人类， 蛋白质 合成都使用同一套密码子表（表15-8），仅有极少的例外，如特殊 细胞器 线粒体 ， 叶绿体 所用的密码稍有不同。
通用 遗传密码 及相应的氨基酸
第一个 核苷酸 5′ 第二个 核苷酸 第三个 核苷酸 3′
U C A G
苯丙氨酸 丝氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 C
亮氨酸 丝氨酸 终止码 终止码 A
亮氨酸 丝氨酸 终止码 色氨酸 G
亮氨酸 脯氨酸 组氨酸 精氨酸 C
亮氨酸 脯氨酸 谷氨酰胺 精氨酸 A
亮氨酸 脯氨酸 谷氨酰胺 精氨酸 G
异亮氨酸 苏氨酸 天冬酰胺 丝氨酸 C
异亮氨酸 苏氨酸 赖氨酸 精氨酸 A
甲硫氨酸 苏氨酸 赖氨酸 精氨酸 G
缬氨酸 β-氨基酸 天冬氨酸 甘氨酸 C
缬氨酸 丙氨酸 谷氨酸 甘氨酸 A
缬氨酸 丙氨酸 谷氨酸 甘氨酸 G
密码子 通用编码 线粒体编码
哺乳动物 果蝇 酵母菌 植物
UGA 终止码 色氨酸 色氨酸 色氨酸 终止码
注： 下标 横线者为与通用编码不同的编码
究竟哪一个密码子为哪一种氨基酸编码，即密码子与氨基酸之间的对应关系已在60年代研究解决了。1964年Nirenberg用一种 RNA 聚合酶体外合成了 多聚尿苷酸 、多聚 腺苷酸 等多聚 核苷酸 ，将这些多聚核苷酸分别用于 蛋白质 的体外合成。发现，当所用的多聚 核苷酸 为多聚尿苷酸时，只有多聚 L-苯丙氨酸 合成，这意味着UUU为苯丙氨酸编码；用其它多聚 核苷酸 进行相应的实验后发现，CCC为 L-脯氨酸 编码，而AAA为 赖氨酸 编码；其后，有人又用核苷酸比例为已知，但是核苷酸序列随机的多聚核苷酸，以及用已知序列的含两种或两种以上核苷酸的多聚核苷酸进行相应的实验，将结果加以 数理统计学 处理，又解读了一批密码子，其中包括三个终止码，最后，还有一些密码子是通过合成已知序列的三聚核苷酸与核蛋白体和载有 放射性同位素 标记的氨基酸的 转运RNA 共沉淀原理予以解读的。在所有密码子中，AUG不仅为 甲硫氨酸 编码，而且又是翻译（ translation ，以mRNA上的遗传信息指导核蛋白体上多肽链合成的过程）的起始信号，UAA、UAG和UGA不为任何氨基酸编码，而是作为翻译的终止信号，统称为终止码（stop codon），又常被叫作无意义码（nonsense codon）。
大多数氨基酸是由一个以上的密码子所编码。这个事实提出了一个问题：编码同一种氨基酸的一组密码子的使用频率是否都相同？细致的分析表明，无论是 原核 生物 ，还是高等 真核生物 ，密码子的使用频率并不是平均的，有些密码子的使用率很高，有些则几乎不使用，其使用频率主要与细胞内 转运RNA 含量呈正相关。
传递
简介
转录 是在 原核 和 真核细胞 中以 脱氧核糖核酸 为模板合成 RNA 的过程。
在原核和真核生物中，转录过程是相似的。包括DNA 变性 ，RNA 聚合酶 结合在 单链DNA 上以5′→3′方向合成RNA分子。双链中只有一条链作为转录模板，合成单链RNA分子。 启动子 和终止子序列决定转录的起始和终止。
在E.coli中RNA多聚酶转录各种RNA（mRNA，tRNA和rRNA）。在 真核 细胞中有三类不同的RNA多聚酶，它们的功能不同。RNA pol Ⅰ 转录 4种r RNA 中的3种；RNA pol Ⅱ转录mRNA和一些snRNA； RNA Ⅲ转录第四种rRNA， 转运RNA 以及其余的snRNA。
3种 真核生物 的RNA pol，不像E.coli RNA pol，没有一个直接地和 启动子 区结合，而是通过转录起始因子的介导来起始RNA的合成。对于每一种RNA多聚酶来说， 转录因子 是特异的，它可以识别启动子的特殊序列。
蛋白质 编码基因的启动子位于转录起始 位点 的上游，由不同组合的启动原件所构成。特异的转录因子和调节因子结合在这些原件上，促进 RNA pol Ⅱ 转录 起始。增强子离启动子较远，它可被调节因子识别结合，具有促进基因转录的功能。
由 核糖核酸 pol Ⅲ转录的启动子，位于下游，在其基因编码序列内部。这种 启动子 ，根据所转录的RNA的种类，由不同的功能区组合而构成。转录因子识别这些功能区，促进RNA聚合酶转录起始。
18S，5.8S和 28S rRNA作为一个转录单位一道转录，产生 前体 RNA分子。大部分 真核生物 的18S，5-8S和28S r RNA 都是以 串联重复 排列，每个重复单位被不 转录 的间隔序列（nontranscribed specer,NTs）所分隔。转录单位的启动子位于NTS中，其功能是和特异的 转录因子 相结合，促进 核糖核酸 pol Ⅰ的转录起始。
中心法则 的提出
从孟德尔定律问世以后，人们就知道了生物的各种 性状 是由基因控制的。一基因一酶学说的建立进一步地明确了基因是以酶的形式通过控制生化反应链来控制的。酶或蛋白和基因又是什么样的关系呢？也就是说遗传信息怎样传递，怎样表达成性状呢？就在 Watson 和Crick建立DNA双螺旋模型后的第三年，1957年Crick提出了中心法测（central dogma），指出了遗传信息的传递方向：
1970年H.Temin和D.Baltimore发现了 反转录酶 后，Crick对中心法测又作了部分修改：
DNA RNA →蛋白质
也就是说由DNA通过转录将遗传信息传递给RNA，RNA通过翻译把信息传递给蛋白。通过这种单向的传递，遗传信息通过蛋白质的不同形式，如酶，结构蛋白，运载蛋白，调节蛋白等表达成一种 性状 。
与转运区别
区分m RNA 和 转运RNA ，可以从结构和功能这两个方面去把握。
结构
mRNA的一级结构，tRNA的二级、三级结构是经常考察的内容，需要仔细区分。
⑴ 真核生物 的mRNA的5' 端有帽子结构，3' 端为多聚腺苷酸（poly(A））尾巴。
⑵tRNA的 二级结构 呈 车轴草属 形。 三叶草 形结构由氨基酸臂、 二氢尿嘧啶 环、反密码环、额外环和TφC环等5个部分组成。其中，氨基酸臂末端为CCA；反密码环中部为 反密码子 ，由3个 碱基 组成。反密码子可识别m RNA 的密码子。
⑶ 转运RNA 折叠形成三级结构。tRNA的三级结构呈倒L形，反密码环和氨基酸臂分别位于倒L的两端。
功能
⑴m RNA 是合成 蛋白质 的直接模板。每一种多肽链都有一种特定的m 核糖核酸 做模板，因此细胞内mRNA的种类也是很多的。它将 脱氧核糖核酸 上的遗传信息转录下来，携带到 核糖体 上，在那里以密码的方式控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，作为蛋白质合成的直接模板。
⑵tRNA的功能是转运氨基酸。在蛋白质合成过程中， tRNA 与合成蛋白质所需的 单体 ——氨基酸形成 配位化合物 ，将氨基酸转运到核糖体中mRNA的特定位置上。
与反转录
简介
定义：以反义 RNA 为模版，通过 反转录酶 ，进行的RNA转录
1．概念 反转录是以RNA为模板合成DNA的过程，也称逆转录。这是 脱氧核糖核酸 生物合成的一种特殊方式。
2．反转录酶与反转录过程
反转录过程由反转录酶催化，该酶也称依赖RNA的DNA聚合酶（RDDP），即以RNA为模板催化DNA链的合成。合成的DNA链称为与RNA互补DNA（cDNA）。反转录酶存在于一些 RNA 病毒中，可能与病毒的恶性转化有关。 人类免疫缺陷病毒 （HIV）也是一种 RNA 病毒，含有 反转录酶 。在 小鼠 及人的正常细胞和 胚胎 细胞 中也有反转录酶，推测可能与 细胞分化 和胚胎发育有关。
生物学 意义
反 转录 的发现有重要的理论意义和实践意义。
1．对 分子生物学 的 中心法则 进行了修正和补充，修正后的中心法则表示为：
2．在致癌病毒的研究中发现了 癌基因 ，在人类一些癌细胞如膀胱癌、 小细胞癌 等细胞中，也分离出与病毒癌基因相同的 碱基 序列，称为 细胞癌基因 或原癌基因。癌基因的发现为肿瘤发病机理的研究提供了很有前途的线索。
3．在实际工作中有助于 基因工程 的实施。由于目的基因的转录产物易于制备，可将mRNA反向转录形成 脱氧核糖核酸 用以获得目的基因。
可扼杀信使
micro RNA 虽然只有19－21个 核苷 长度，但能够通过绑定和中和负责蛋白翻译的信使RNA，沉默大片段基因。迄今发现的micro RNA 已达到几百种，它们在基因组中的调节作用日益引起人们关注。
最近，Wistar研究所的研究人员发现micro 核糖核酸 会经历一种 生理学 后果严重的分子编辑过程（molecular editing），序列的一个替换会改变这些microRNA的作用靶标，抑制非预期匹配物的表达，编辑过程出错会导致严重的健康问题。详细内容刊登于2月23日《 Science 》杂志。
“我们发现，某些情况下已编辑的microRNA版本与未经编辑的版本只有一个 核苷 差异，”文章高级作者、Wistar研究所基因表达和校准程序教授 Kazuko Nishikura博士说，“这些已编辑的micro 核糖核酸 不是由 脱氧核糖核酸 编码的，意味着至少两个版本来自于同一个基因，这是未曾料到的……进一步观察，我们发现替换只出现在分子的特定关键区域，总共19或21个核苷长度分子的第7或8位核苷，这两个 位点 规定了靶标的特异性。提示替换可能会使已编辑的microRNA与未编辑的microRNA沉默完全不同的靶标。”
利用 生物信息学 工具将一种microRNA的已编辑版本和未编辑版本与已知的基因序列数据库比对，研究人员鉴别出分别是两种不同版本分子的靶标的两组完全不同的基因，并从每组中分别挑选出三个基因，进一步观察micro 核糖核酸 是否会改变这些基因的表达效果。
接下来，研究人员随机挑选出一个预期的靶标基因，探测microRNA的 衍生物 的潜能。所挑选的基因为PRPS1，其所编码的酶在尿酸合成中发挥关键作用。如果调节此酶不当，多种健康问题会接踵而来。比如，表达量过高会引起血液中尿酸水平上升，引起风湿痛；大脑中尿酸水平过高会损伤 感觉神经元 ，引起失聪。
在不能进行 RNA 编辑（RNA editing）的转基因 小鼠 和正常小鼠身上的实验显示，完全缺乏已编辑版本micro RNA 的小鼠，PRPS1酶水平是 对照组 的2倍，尿酸水平也是对照组的2倍。
Nishikura 说这些证实，最初 计算机 所预测的同一基因编码的未经编辑的、已编辑的microRNA的不同靶标是正确的。至少对于PRPS1来说是正确的，未经编辑的和已编辑的micro RNA 的差异的 生理学 效果在尿酸水平的上升程度上显示出来。
即便说PRPS1基因是研究人员随机挑选的，但研究结果提示一系列其它迄今原因未明的疾病很有可能是由新发现的micro 核糖核酸 编辑过程引起的。
提取分离纯化
真核生物 的mRNA分子最显著的结构特征是具有5’端帽子结构（m7G）和3’端的Poly(A）尾巴。绝大多数 哺乳类动物 细胞mRNA的3’端存在20-30个 腺苷酸 组成的Poly（A）尾，通常用Poly（A+）表示。这种结构为 真核 mRNA的提取，提供了极为方便的选择性标志，寡聚（dT） 纤维素 或寡聚（U） 琼脂糖 亲合层析分离纯化mRNA的理论基础就在于此。mRNA的分离方法较多，其中以寡聚（dT）-纤维素柱层析法最为有效，已成为常规方法。此法利用m RNA 3’末端含有Poly（A+）的特点，在 核糖核酸 流经寡聚（dT）纤维素柱时，在高盐缓冲液的作用下，mRNA被特异地结合在柱上，当逐渐降低盐的浓度时或在低 盐溶液 和 蒸馏水 的情况下，m RNA 被洗脱，经过两次寡聚（dT）纤维柱后，即可得到较高纯度的mRNA。寡聚（dT） 纤维素 柱纯化mRNA
试剂准备
1．3M 乙酸钠 （pH 5.2) 2．0.1M 氢氧化钠 3．1× 上样缓冲液 ：20mM 三羟甲基氨基甲烷 HCl(pH 7.6）；0.5M NaCl；1M 乙二胺四乙酸二钠 （pH 8.0）；0.1% 十二烷基磺酸钠 （十二 烷基 氨酸钠。配制时可先配制Tris-HCl(pH 7.6）、NaCl、 EDTA （pH 8.0）的母液，经高压消毒后按各成分确切含量，经混合后再高压消毒，冷却至65℃时，加入经65℃温育（30min）的10%SLS至终浓度为0.1%。4．洗脱缓冲液：10mM Tris-HCl(pH 7.6）；1mM EDTA(pH 8.0）；0.05% SDS 5．无水 乙醇 、70%乙醇 6．DEPC
操作步骤
1．将0.5-1.0g寡聚（dT）-纤维悬浮于0.1M的 氢氧化钠 溶液中。2．用DEPC处理的1ml 注射器 或适当的吸管，将寡聚（dT）- 纤维素 装柱0.5-1ml，用3倍柱床体积的DEPC H2O洗柱。3．使用1× 上样缓冲液 洗柱，直至洗出液pH值小于8.0。4．将 RNA 溶解于DEPC H2O中，在65℃中温育10min左右，冷却至室温后加入等体2×上样缓冲液，混匀后上柱，立即收集流出液。当RNA上样液全部进入柱床后，再用1×上样缓冲液洗柱，继续收集流出液。5．将所有流出液于65℃加热5min，冷却至室温后再次上柱，收集流出液。6．用5-10倍柱床体积的1×上样缓冲液洗柱，每管1ml分部收集，OD260测定RNA含量。前部分收集管中流出液的OD260值很高，其内含物为无Poly(A）尾的 RNA 。后部分收集管中流出液的OD260值很低或无吸收。7．用2-3倍柱容积的洗脱缓冲液洗脱Poly(A+) RNA ，分部收集，每部分为1/3-1/2柱体积。8．OD260测定Poly(A+)RNA分布，合并含Poly(A+)RNA的收集管，加入1/10体积3M NaAc（pH5.2）、2.5倍体积的预冷 乙醇 ，混匀，-20℃放置30min。9．4℃ 离心 ，10000g×15min，小心吸弃上清。用70% 乙醇 洗涤沉淀。[注意：此时Poly(A+)RNA的沉淀往往看不到]。4℃离心，10000g×5min，弃上清，室温晾干。10. 用适量的DEPC H2O溶解 RNA 。
应用
2020年12月， 美国食品和药物管理局 ( 美国食品药品监督管理局 )授权一款运用mRNA(信使核糖核酸)技术研制的 新型冠状病毒疫苗 的紧急使用许可。
2022年2月， 南非 一公司3日对当地媒体表示，该公司利用已公开的新冠疫苗核酸序列，开发出 非洲 大陆首款mRNA（信使核糖核酸）新冠疫苗，计划今年底前开展 临床试验 。
南非当地时间2022年2月4日，据南 非主流 媒体报道，南非生物技术公司阿菲利根(Afrigen)日前已成功研制生产出非洲大陆首个m RNA 新冠肺炎疫苗 ，该疫苗将于2022年11月正式投入临床试验。
2022年4月29日，斯微（上海）生物科技 Inc. 自主研发的新冠病毒 mRNA疫苗 已获得国家药监局批准，将开展临床试验。
2022年9月， 俄勒冈州立大学 和 俄勒冈卫生科学大学 研究人员开发出了首个用于治疗卵巢癌以及 恶病质 的信使核糖核酸（mRNA）疗法。他们在实验小鼠身上开展了相关研究并取得了成功。
注意事项
1．整个实验过程必须防止Rnase的污染。2．步骤⑷ 中将 RNA溶液置65℃中温育然后冷却至室温再上样的目的有两个，一个是破坏RNA的 二级结构 ，尤其是mRNA Poly(A+）尾处的二级结构，使Poly(A+）尾充分暴露，从而提高Poly(A+)RNA的回收率；另一个目的是能 解离 m RNA 与rRNA的结合，否则会导致rRNA的污染。所以此步骤不能省略。3．十二烷基 肌氨酸钠 盐在18℃以下 溶解度 下降，会阻碍柱内液体流动，若室温低于18℃最好用LiCl替代NaCl。4．寡聚（dT）- 纤维素 柱可在4℃贮存，反复使用。每次使用前应该依次用 氢氧化钠 、灭菌 ddH2O、 上样缓冲液 洗柱。5．一般而言，107哺乳动物培养细胞能提取1-5μg Poly(A+)RNA，约相当于上柱总RNA量的1%-2%。