第九章：RNA与转录组

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第九章：RNA与转录组

RNA基本概念与RNA世界假说·RNA主要类型·RNA生命动态·转录组·基因表达
滚滚长江东逝水，浪花淘尽英雄。是非成败转头空。青山依旧在，几度夕阳红。 --《临江仙》

1. RNA

RNA的概念：核糖核酸（缩写为RNA），存在于生物细胞以及部分病毒、类病毒中的遗传信息载体。
RNA由核糖核苷酸，并经磷酸二脂键缩合，形成的长链状分子。
RNA的碱基共四种：A腺嘌呤，U尿漂亮，G鸟嘌呤，C胞嘧啶。
RNA是单链结构；
RNA存在于细胞质；
RNA世界假说：
- 1967年提出，指出最早的生命形式可能依赖于RNA，携带遗传信息和催化生化反应。
RNA作为酶：
- 可自我复制；
- 可催化简单化学反应；
- 可催化肽键形成；
RNA作为信息存储介质
- 比较脆弱，容易水解
- 不稳定，变异可能性大
RNA作为调控物质：
- 核糖开关
- RNA温度计

2. RNA的复杂性

RNA是遗传信息与功能的执行载体
RNA的生命动态：
- RNA合成
- 调控
- 加工修饰
- 转运
- 降解
- 逆转录
RNA的类型和功能多样
RNA能与多种生物大分子存在交互作用

3. 转录组

-什么是转录组（Transcroptome）？
- 答：转录组是所有转录产物的集合，包括信使RNA、核糖体RNA、转运RNA及非编码RNA。

4. RNA的主要类型

编码RNA：mRNA，其指导蛋白质的合成，被称为是编码RNA；人体内有2万多个。
非编码RNA，没有编码能力的RNA被称为非编码RNA；

信使RNA：单链结构，携带遗传信息。
- 利用遗传密码将每个碱基三联体（密码子）翻译为对应的氨基酸，将遗传信息congDNA传递到核糖体，知道蛋白质的合成。
- 其种类多。
核糖体RNA（rRNA）：
- 转录自核糖体DNA，分子质量较大，数量最多的RNA；
- 功能：其在mRNA的指导下将氨基酸合成为肽链；
转运RNA（tRNA）：
- 由70-90个核苷酸组成；
- 功能：在翻译过程中，将对应的氨基酸转运至核糖体，用以合成多肽链。
微小RNA（miRNA）：
- 大小在22nt左右
- 功能：在RNA沉默和基因表达转录调控中发挥作用，调控基因表达量。
- 保守型强，和疾病相关。
长非编码RNA（lncRNA）：
- 长度大于200个核苷酸的非编码RNA；
环形RNA（circRNA）：
- 是一种单链RNA，份子呈封闭环状，表达稳定，不易降解，研究热点。

RNA修饰与RNA编辑
RNA交互网络：RNA是协同工作的

5.转录组及研究方法

转录组的概念是什么：
- 答：转录组是指在某一特定条件下，所能转录出的所有RNA的总和，包括mRNA，rRNA，tRNA以及非编码RNA，狭义上指的是所能转录的mRNA；
- 转录组被视为蛋白质组的前体，即由基因组表达的整组蛋白质
转录组学是什么？
- 答：转录组学是指对单个细胞或特定类型细胞、组织、器官或发育阶段的细胞群体内所产生的各类RNA分子的类型和数量的研究学科。
- 转录组学也被称为“基因表达谱”，检测在一个特定条件下的RNA表达水平
2009年，提出了RNA-seq技术，高通量测序；
基因表达调控：调控正确的基因，在正确的时间正确的细胞中，转录正确的表达量
- 基因表达影响生物性状；
- 基于RNA-seq的基因表达定量计算方法
  - RPKM
  - FPKM
  - TPM
  - 基因表达量的归一化很重要
- 基因表达模式：
  - 管家基因
  - 组织特异性基因
  - 节律基因
单细胞转录组：
空间转录组：