非编码RNA

生命的基本过程是从DNA转录成mRNA，再翻译成蛋白质发挥功能。DNA就像一张绝密的密码图，不能随意被移动，只能被锁在细胞核里。要想知道这些密码，只能像复印一样，将密码图复印到mRNA上，由它们把这些密码带到细胞质中进一步加工成蛋白质，让蛋白质发挥生物学功能。由于这些蛋白质是由mRNA所编码的，因此我们称这些mRNA为编码RNA；相反，那些不编码蛋白质的RNA被称为非编码RNA。

长期以来，非编码RNA以及被认为是基因组上的Junk或“暗物质”，然而，随着2001年人类基因组测序的完成，科学家们惊奇地发现人类基因组中能编码蛋白的DNA只占整个基因组的2%！其余98%的DNA大多数仅转录成RNA，而不继续翻译成蛋白质。根据生物进化所遵循的“用进废退”的原则，非编码RNA如果是Junk，那么它们应该会逐渐被淘汰，然而事实却并非如此。人们发现生物进化的水平和非编码RNA息息相关。对人类基因组图谱的分析发现：在人类基因组中，能编码蛋白质的基因有2～2.5万个，只占整个基因组的不到2％ ，而剩下的都是非编码区域；而在低等生物如果蝇中，其编码蛋白的基因数量却很高，占整个基因组的20%左右；在较低等生物如线虫中，编码RNA高达60%左右；而在更低等生物如结核杆菌中，编码RNA在基因组中所占的比例更大，约98%。可见编码RNA在基因组中所占的比例随着物种进化水平的升高呈明显降低的趋势，与之相反，非编码RNA在基因组中所占的比例则随着物种进化水平的升高呈升高趋势。这一现象告诉我们，生物进化得越高等，它们基因组中非编码RNA的比例越高，在进化上处于金字塔顶端的人类，基因组中的非编码RNA的比例是98%。那么，非编码RNA究竟有多少种，又在生命过程中发挥什么作用呢？

按照非编码RNA片段的长度，可将它们分为两大类，即长非编码RNA和短非编码RNA。长非编码RNA的结构和功能类似mRNA，不同的是它们不像mRNA那样可以翻译成蛋白，我们可以把它们叫做假基因，但是它们却像管家一样调节与它们临近的mRNA的转录和翻译。短非编码RNA有很多种，如microRNA，siRNA，它们数量众多，目前在人中已经发现将近1500个不同的microRNA，它们的目标是mRNA和蛋白，它们能像魔术师，把一只活蹦乱跳的小兔子变没了，大多数microRNA都发挥负调控的作用，它们通过切断mRNA而终止基因的转录过程，或者影响蛋白质的翻译过程，破坏蛋白质的正常功能，在细胞分化和癌症的发生发展中发挥重要的作用。当然对于生命的进程，这些作用有正向的，也有反向的。另外，短非编码RNA中数量比较多的还有snoRNA，它们就像理发师和美容师一样，参与RNA剪接和RNA修饰。

总之，非编码RNA不仅不是垃圾，而且广泛参与生命现象的各个环节，如生长、分化、发育、免疫，甚至在肿瘤的形成中也具有重要的调控作用，它们就像大海里的水一样支撑着DNA和蛋白这条小船，没有非编码RNA默默的发挥调节作用，DNA和蛋白质就不能像现在这样发挥正常的生物学功能，随着物种的进化，这种调节功能更加重要。正因为这样，非编码RNA才能够在物种百万年的漫长进化中被选择和保留下来，对编码RNA和蛋白进行调节，在生命的过程中默默的发挥重要作用。

转自 http://www.plob.org/2012/11/02/4586.html