信使核糖核酸

信使核糖核酸由DNA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01物质简介降解应用合成和加工提取分离纯化目录03050204基本信息信使RNA，中文译名“信使核糖核酸”，是由DNA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。mRNA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。物质简介物质简介信使核糖核酸信使RNA是指导蛋白质生物合成的直接模板。mRNA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DNA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。信使RNA如在DNA中一样，mRNA遗传信息也保存在核苷酸序列中，其被排列成由每个三个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RNA：转移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JacquesMonod和FrançoisJacob提出，随后由Jacob，SydneyBrenner和MatthewMeselson于1961年在加州理工学院发现。合成和加工合成和加工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。转录转录是指由DNA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、细菌和古细菌中差异很大。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pre-mRNA需要大量加工。5’端加帽子：5‘帽（也称为RNA帽，RNA7-甲基鸟苷帽或RNAm7G帽）就是一个经修饰的鸟嘌呤核苷酸，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。降解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RNaseIII对特定mRNA的降解。真核mRNA的降解真核细胞的翻译和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，不能接触外泌体复合物，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mRNA的环状循环结构并降低了帽结合复合体的稳定性，导致mRNA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。提取分离纯化提取分离纯化真核细胞的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mRNA3’末端含有Poly（A+）的特点，在RNA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，mRNA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。应用应用2020年12月，美国食品和药物管理局(FDA)授权一款运用mRNA(信使核糖核酸)技术研制的新冠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mRNA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）生物科技股份有限公司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，美国俄勒冈州立大学和俄勒冈健康与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

。2023年3月，据新华社，mRNA（信使核糖核酸）疫苗大多针对病毒而不是细菌。以色列特拉维夫大学发表声明说，该校人员参