RNA

DNAと同様に、RNA(リボ核酸)は既知のすべての生命体にとって不可欠なものです。 RNAのモノマーはヌクレオチドでもあります。 DNAとは異なり、生体細胞内のRNAは主に一本鎖の分子である。 DNAがデオキシリボースを含むのに対し、RNAはリボースを含み、ペントース環上に2′-ヒドロキシル基が存在することが特徴である(図5)。 この水酸基のために、RNAはDNAよりも加水分解を受けやすく、安定性に欠ける。 RNA には、ウラシル (U) というチミン塩基の非メチル化体 (図 6) が含まれており、これがウリジンというヌクレオチドになります。

図 5 RNA の化学構造:リボース糖 (1 ~ 5 番目の炭素) と 1 番目に結合した塩基を含むヌクレオチド (Wikipedia からの画像)。
図6 RNAとDNAの核酸塩基の構造

RNA は細胞内でさまざまな機能を担っている。 メッセンジャーRNA(mRNA)は、タンパク質の合成を指示する遺伝情報を運びます。 一部のウイルスは、遺伝物質として DNA の代わりに RNA を使用します。 しかし、RNAのほとんどは、タンパク質をコードしていない。 これらのRNAはノンコーディング(ncRNA)と呼ばれ、独自のRNA遺伝子によってコードされているか、mRNAのイントロンから派生している可能性がある。 翻訳の過程では、トランスファーRNA(tRNA)とリボソームRNA(rRNA)が関与している。 7546>

ほとんどの RNA 分子は、短い自己相補的な配列を持ち、互いに折り重なって高度に構造化された形になっています。 これらの塩基対の相互作用は、RNAの二次構造の一部である。 対になっていない領域は、ヘアピンループ、バルジ、内部ループなどの構造を形成し、機能的に重要である可能性がある(図7)。 7546>

Secondary and tertiary structure of tRNA
Figure 7 tRNA の二次構造および三次構造、非対合領域はグレー、対合領域はカラー(イメージ:Wikipedia)。

一本鎖RNA分子の機能形態は、タンパク質と同様に、一般的に特定の三次(立体)構造を必要とします。 RNA は RNA-RNA および DNA-RNA 二重鎖を形成することもできます。 タンパク質データバンク(PDB)(高分子構造データのアーカイブ)(3)にあるほとんどのRNA構造は、三次構造に折り畳まれた二本鎖RNAを含む。

RNA構造の中には、他の分子との結合部位を持ち、化学的活性中心を持つものもある。 例えば(図8)、RNA構造によるビタミンB12の分子認識(4)である。 7546>

 RNAに結合したビタミンB12の構造
図8 RNAに結合したビタミンB12の構造;分子認識は、最初は構造のないRNAがリガンドの周りで折れることによって行われる

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