离子条件下RNA假结折叠稳定性研究文献综述

 2022-08-26 17:03:32

离子条件下RNA假结折叠稳定性研究

摘 要

具有负电性的核酸，使RNA分子链产生极强的库伦斥力。同时，溶液中的阳离子，会中和RNA分子的负电性，使其能够折叠并形成稳定结构。当阳离子浓度较高时，这些阳离子间存在着的较强的多体相互作用。假结为一类典型的RNA二级结构，至少包括两个茎-环结构，在生物体内发挥着重要的功能，或具有催化活性，或能引导移码突变。

关键词： RNA假结； 紧束缚离子模型；多体效应； 折叠稳定性； 离子条件；

文献综述

    1. 引言
      1. 假结（Pseudoknot）的结构与功能

RNA具有核糖和嘧啶，通常是单链线性分子。RNA链自身折叠形成局部双螺旋，可以形成多种茎-环结构（stem-loop structure），如发夹结构（hairpin）、凸结构（bulge）或环结构（loop）的形式存在。[1]双螺旋RNA的小沟宽而浅，几乎没有序列特异性信息；大沟狭且深，使得与其相互作用的蛋白质氨基酸侧链难以接近它，因此RNA不适合与蛋白质进行序列特异性的相互作用。近期研究发现RNA除了基因信息储存、遗传信息转录与翻译、蛋白质合成等经典功能外还有一些新的生物学功能，如RNA沉默、核糖开关调控基因表达等[2]。在众多RNA结构中，有一个典型的结构单元被称为假结。

  1. 假结的结构

假结（Pseudoknot，简称PK）是一类RNA二级结构，由单链区域或环连结而成两个螺旋结构片段[3]。假结最初于1982年在芜菁花叶病毒（turnip yellow mosaic virus，简称TYMV）中被发现[4]。尽管假结确实存在几个明确的拓扑学结构，但其主要为H型结构。在H型折叠中，发夹状结构（Hairpin）环上的碱基与茎外的碱基形成分子内配对，从而形成第二个环和第二个茎。因此，一个假结至少包括两个茎环结构。

图1 RNA假结结构示意图（引自文献[3]） （A）H型RNA假结中碱基对的线性排列，碱基的配对用虚线表示；（B）假结序列中初始发夹状结构的形成（Formation of initial hairpin）；（C）典型的H型假结折叠构象（D）SARS-CoV中的三茎（Three-stemmed）结构。

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