RNA不仅是DNA鲜为人知的表亲，还起着将遗传信息转化为人体蛋白质的核心作用。这个非凡的分子还携带着许多病毒的遗传学指示，它可能帮助生命开始。
中心法则核糖核酸是核糖核酸的缩写，而核糖核酸是脱氧核糖核酸的缩写，DNA共同构成了被认为对生命至关重要的三到四类主要“大分子”之一。（其他是蛋白质和脂质。许多科学家也将碳水化合物归为此类。）大分子是非常大的分子，通常由重复的亚基组成。RNA和DNA由称为核苷酸的亚基组成。
两种核酸结合在一起产生蛋白质。利用核酸中的遗传信息产生蛋白质的过程对生命至关重要，生物学家称其为分子生物学的“中心教条”。俄勒冈州立大学说，教条描述了生物体中遗传信息的流动，他说DNA的信息被写出或“转录”为RNA信息，而RNA的信息被写出或“翻译”为RNA。蛋白。
芝加哥大学生物学家，研究RNA修饰的Chuan He对Live Science说：“ RNA基本上是连接DNA和蛋白质的生物分子。”
RNA字母RNA和DNA存储和复制信息的能力取决于分子的重复核苷酸亚基。核苷酸以特定的序列组织，可以像单词中的字母一样读取。
每个核苷酸都有三个主要部分：糖分子，磷酸基和称为核碱基或碱基的环状化合物。来自不同核苷酸单位的糖通过磷酸盐桥连接起来，形成RNA或DNA分子的重复聚合物，就像一条由糖珠通过磷酸盐串连接在一起的项链一样。
糖上附着的核碱基构成了构建蛋白质所需的序列信息，如美国国家人类基因组研究所所描述。RNA和DNA分别具有四个碱基的集合：DNA的腺嘌呤，鸟嘌呤，胞嘧啶和胸腺嘧啶，而尿嘧啶交换成RNA中的胸腺嘧啶。四个碱基组成分子的字母，因此用字母表示：A代表腺嘌呤，G代表鸟嘌呤，依此类推。
遗传学词汇
但是，RNA和DNA不仅可以编码“字母”序列，还可以做更多的事情。他们也可以复制它们。之所以可行，是因为一个RNA或DNA字符串的碱基可以粘在另一个字符串的碱基上，但是只能以一种非常特定的方式。碱基仅与“互补”伴侣连接：RNA中的C到G和A到U（对于DNA则从A到T）。因此，DNA用作转录RNA分子的模板，该RNA分子反映了DNA序列-对其进行编码。
据马萨诸塞州大学称，一种称为信使RNA（mRNA）的RNA利用这种复制功能将遗传数据从DNA传递到核糖体（核糖体，细胞的蛋白质生产成分）。核糖体“读取” mRNA序列，以确定蛋白质亚基（氨基酸）应加入生长中的蛋白质分子的顺序。
其他两个RNA物种完成了这一过程：转移RNA（tRNA）将mRNA指定的氨基酸带入核糖体，而构成核糖体大部分的核糖体RNA（rRNA）将氨基酸连接在一起。
RNA作为酶
科学家认为RNA的中心教条活动对分子的定义至关重要。但是自从1980年代生物学家Sidney Altman和Thomas R. Cech发现RNA可以像蛋白质一样起作用以来，关于RNA是什么以及可以做什么的想法已经大大扩展了。（研究人员的发现使他们获得了1989年诺贝尔化学奖。）
蛋白质是体内大多数化学反应的关键成分，是酶，部分原因是这些分子可以实现惊人的各种形状或构象。（酶是促进和催化化学反应的蛋白质。）与DNA不同，RNA还可以在一定程度上变形，因此可以用作基于RNA的酶或核酶。生物学家梅林·克罗斯利（Merlin Crossley）在《谈话》中写道，RNA与DNA相比具有更大的灵活性，部分原因是RNA核糖上的多余氧气使该分子不稳定。脱氧核糖中的“脱氧”指DNA的1-氧缺乏。
据一些研究人员，最重要的基于RNA的催化活性发生在核糖体，其中的rRNA，核酶，介导氨基酸添加到蛋白质的增长。其他核酶包括将mRNA剪接成可用形式的小核RNA（snRNA），以及最早已知的核酶之一M1 RNA，该酶同样可剪切细菌tRNA。
RNA的监管动物园他说，在过去的三十年中，随着研究人员发现一系列功能完全不同的RNA：调节基因，已知的RNA品种的数量激增。他说：“有一整套的RNA发挥着关键的调节作用。”影响表达哪些基因以及以什么速率表达。
研究人员在《国际生物医学杂志》 2017年发表的一篇评论中写道：“近年来，生物学领域几乎没有像RNA分子生物学那样彻底地转变。” 作者写道，最重要的是短干扰RNA（siRNA），microRNA（miRNA）和piwi相互作用RNA（piRNA）。
siRNA和miRNA通过附着于mRNA的互补序列来“沉默”基因。如2010年发表在《当前基因组学》（Current Genomics）杂志上的一篇评论中所述，调节性RNA随后激活可以切割mRNA或阻止其翻译的蛋白质复合物。根据2009年发表在《细胞》杂志上的一篇评论，siRNA靶向病毒基因等侵入性遗传物质，而miRNA则调节生物体自身的基因。根据发表在2014年《发展》杂志上的2014年评论，piRNA具有类似的沉默功能，但专门在性细胞中发挥作用，其靶向遗传物质的可移动位，称为“可转座”元件，可以使基因发生突变。
什么是基因修饰？
其他调控RNA的参与者包括更长的更长的非编码RNA（lncRNA），它们通过与称为染色质的DNA和蛋白质复合物相关联而影响基因，如2019年《非编码RNA》杂志上所述。lncRNA可以激活或灭活染色质部分，从而将DNA包装成紧密的细胞形式，从而使染色质中的基因得到表达或抑制。根据《细胞与发育生物学前沿》（Frontiers in Cell and Development Biology） 2020年的一篇综述，增强子RNA具有与上述大多数相反的作用，通过尚未理解的机制增加了某些基因的表达。
其他生物中也出现了其他RNA类型。例如，细菌宿主miRNA和siRNA的类似物，称为小RNA调节剂（sRNA）。在细菌和古细菌中发现的基因编辑CRISPR-Cas9系统的一部分也依赖于RNA，该RNA与识别入侵者的所谓CRISPR DNA序列结合。
'RNA世界'RNA在功能和形式上的多功能性有助于激发被称为“ RNA世界”假设的想法。
生物体依靠令人震惊的DNA，RNA和蛋白质系统来传递遗传信息，科学家长期以来一直想知道该系统如何以早期生命形式出现。他说，RNA提供了一个合理的答案：这种分子既可以存储遗传信息，也可以催化反应，这表明早期的简单生物可能仅依赖于RNA。
他说：“这是一种混合动力。” “因此，从一开始就很有意义。”
他说，此外，RNA的糖基核糖通常更容易在生物中出现。然后从核糖中产生脱氧核糖。他说：“因此，这意味着生活中首先要拥有核糖，RNA，然后才是DNA。”
从更简单的RNA开始，可能会出现更复杂的寿命，将更稳定的DNA进化为长期文库，并开发蛋白质作为更有效的催化剂。
为什么要使用RNA？
在从DNA到蛋白质的过程中，RNA本质上充当中间人，那么为什么不消除RNA之间的间隙并直接从DNA转变为蛋白质呢？他说，简单的生命形式（例如DNA病毒）就是这样做的。同样，一些最臭名昭著的病毒-HIV，普通感冒病毒，流感和COVID-19-将其所有遗传信息保存在RNA中，而没有DNA的前身。
他说，更为复杂的生物体需要做更多的遗传调控。因此，他们的大多数基因组都不编码蛋白质，而是编码调节其他序列的基因组部分。例如，启动子可以打开或关闭基因。他说：“您不想将人类基因组的30亿个碱基对转换为蛋白质序列。” 他说，在无法编码所需人类蛋白质的许多序列上消耗细胞资源“将是巨大的浪费”。RNA使仅将遗传序列的蛋白质编码位转录为mRNA中介即可。
遗传研究
此外，mRNA提供了一种微调基因输出的便捷方法。非营利性组织RNA协会（RNA Society）说：“ RNA是DNA的影印本。” “当细胞需要产生某种蛋白质时，它……以信使RNA的形式产生该DNA片段的多个拷贝……因此，RNA扩大了一次可以制造的给定蛋白质的数量。”
RNA的扩增能力再次归因于该分子的灵活性。因为RNA可以折叠成各种形状，所以它可以产生运行该复印机所需的mRNA和tRNA构象。DNA无法做到。
研究前沿
RNA不仅可以存储许多病毒的遗传信息，而且还可以帮助科学家对抗那些相同的入侵者。生物学家Alexis Hubaud在哈佛大学研究生院博客上写道，拟定的基于RNA的疫苗将使用注射的mRNA来告诉人的身体制造抗原，而抗原是触发免疫反应的物质。他对Live Science说：“这是如今开发抗COVID-19疫苗的最流行方法之一。” 诸如Moderna和Pfizer制造的候选COVID-19疫苗都采用这种方法。
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