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事实揭露 揭密真相
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核糖核酸结构
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核糖核酸英语Ribonucleic acid,缩写:RNA)由多个核苷酸(由核糖、含氮碱基和磷酸基组成)以共价串连而成的一种核酸。通常以单股的型态存在,在细胞蛋白质合成及基因调控上发挥功能。某些病毒以此种物质为基因体。[1]

  • DNA、RNA和蛋白质是生物体最重要的三种分子。几十年来,生物学家认定细胞里最活跃的是DNA和蛋白质,RNA主要提供支援。
  • 20世纪末的一连串发现显示,数种类型的RNA在细胞里发挥活跃的调控作用,决定了要制造哪些蛋白质以及产量,甚至能完全抑制多种基因的活性。
  • 20世纪末的新发现,让科学家开创了实验性的RNA治疗,用来对抗细菌、病毒、癌症和许多慢性疾病,比起目前可供使用的药物更有效、也更精准。[2]

生命的构造

核糖核酸是生命的构造,核酸的一种,因分子含有五碳糖的核糖而得名,由核糖核甘酸亚单元单链以磷酸二脂键的连接,形成一种多样化的线形高分子多聚化合物,含有尿嘧啶(uracil, U)、鸟嘌呤(guanine, G)、胞嘧啶(cytosine, C)、腺嘌呤(adenine, A)四种碱基。能与DNA碱基序列互补,是生物体重要的遗传物质,存在于所有细胞的细胞质细胞核中,也存在于大多数已知的植物病毒和部分动物病毒以及一些噬菌体中。某些病毒和噬菌体的感染力和遗传讯息即是由核糖核酸所决定的。[3]

核糖核酸(RNA)就像脱氧核糖核酸(DNA)一样含有遗传讯息,但它的化学性质比脱氧核糖核酸不稳定,在细胞质的动荡环境里往往会被酵素分解。

1950和1960年代,生物学家认为核糖核酸(RNA)就像灰姑娘,负责运送讯息、协调物资和维持细胞的清洁,这样的观念已经定型几十年了。

20世纪末的一连串发现揭露了新的核糖核酸(RNA)类型,它们完全不是不起眼的女佣,相反地,这些核糖核酸(RNA)分子调控脱氧核糖核酸(DNA)和蛋白质行为的程度令人惊叹,它们能让特定分子的活性增加或减少。借由操控核糖核酸(RNA),科学家有可能发展出癌症传染病和许多慢性疾病的新疗法。

近10年来,研究人员竞相应用这个新发现。探索的步伐加快了,已经有数十家新创企业投资,有几个具有潜力的疗法正在酝酿。

在新创企业里,2013年底成立的爱迪塔斯医药公司获得4300万美元的创业投资,该公司集中精力发展最热门的崭新核糖核酸(RNA)技术,称为CRISPR“群聚且有规律间隔的短回文重复序列”(clustered regularly interspaced short palindromic repeats)。另一家早先于2002年成立的阿尼蓝制药公司,在今年1月获得七亿美元的投资,其中包含研发RNA药物以治疗破坏性血液疾病、肝脏疾病和免疫疾病。

蛋白质的角色是赋予细胞立体结构,让细胞能执行许多工作,是皮肤保持青春的泉源、也让心脏持续跳动。蛋白质会根据环境因子启动或关闭脱氧核糖核酸(DNA)活性、决定细胞如何运用糖类以及调节脑神经元传递讯息的能力。目前绝大多数药物(包括阿斯匹灵和乐复得)的作用机制,都是透过操控蛋白质,无论是阻断它们的功能或改变含量。

虽然大多数药物是影响蛋白质,但并不表示研究人员能开发出所有目标蛋白质的药物。

新型核糖核酸(RNA)药物正是设计用来克服这种障碍,不过直到最近,科学家才更为了解它们的作用方式。正如生物学家早就知道的,核糖核酸(RNA)是多才多艺的中间分子,能把DNA指令转录成互补序列(例如让每个G都配上C),接著把密码转译成立体的蛋白质。此类信使核糖核酸(mRNA)在细胞核制造,被运送到细胞质后,核糖体和转移核糖核酸(tRNA)会合作读取这些讯息,并把胺基酸连接为蛋白质长链。[2]

种类

依功能和性质的不同,核糖核酸主要分为三种,

微核糖核酸(miRNA)

1993年首次发现微核糖核酸(miRNA),奠定了之后RNA突破表现的基础。这些非典型的核糖核酸(RNA)短链会附著到mRNA上,阻止核糖体制造蛋白质。细胞显然使用miRNA协调众多蛋白质的制造计画,尤其是在生物体早期发育阶段。五年后,研究人员有一项突破性的进展:他们证实不同RNA短链分子是经由切割mRNA,有效阻止基因转译为蛋白质。

RNA短链分子能破坏mRNA的现象称为“核糖核酸干扰”(RNA interference, RNAi),而这种RNA分子则命名为“小分子干扰核糖核酸”(small interfering RNA, siRNA)。同时,许多其他研究领域的科学家意识到,可以往上一层到制造蛋白质的RNA层级,来对付无药可治的蛋白质。

迄今,美国政府的临床试验资料库已登录了200多笔miRNA或siRNA的实验研究,涵盖诊断或治疗多种疾病,包括自闭症皮肤癌。其中最有潜力的是治疗伊波拉病毒,这是极其致命的病原体,恐怖主义专家担心它可能会成为生化武器;另外则是治疗C型肝炎,世界各地总共约有1500万人长期感染C型肝炎,C型肝炎也是肝癌的主因。 [2]

参考资料

  1. 核糖核酸 (中文). 
  2. 2.0 2.1 2.2 RNA未来医疗新势力. 科学人杂志 (中文). 
  3. 3.0 3.1 核糖核酸RNA(ribonucleic acid). 屏东海洋生物博物馆 (中文).