RNA 是一种多功能核酸，在信息传递、催化、基因调控和细胞结构中发挥作用。使用 RNA 测序 和 Northern blot 分析其表达和身份。与 DNA 不同，RNA 通常是单链的，含有核糖而不是脱氧核糖，并使用尿嘧啶代替胸腺嘧啶。核糖的 2-prime 羟基使 RNA 的化学反应性比 DNA 更强。

信使RNA

信使RNA将遗传信息从DNA携带到核糖体以进行蛋白质合成。在真核生物中，前 mRNA 经历了广泛的加工。 5 引物末端添加了 7-甲基鸟苷帽，保护转录物免遭降解并促进翻译起始。 100 至 250 个腺嘌呤残基的聚 A 尾添加到 3 引物末端，增强稳定性和从细胞核的输出。通过剪接去除内含子，允许单个基因通过选择性剪接产生多种蛋白质变体。

转移RNA

转移RNA是翻译遗传密码的衔接分子。每个 tRNA 都具有特征性的三叶草二级结构，具有三个茎环和一个受体茎。反密码子环包含三个与 mRNA 密码子碱基配对的碱基。 3-prime 末端始终带有序列 CCA，其中连接有氨基酸。 tRNA 被大量修饰，已识别出 100 多种不同的碱基修饰。氨酰基-tRNA 合成酶将正确的氨基酸附着到每个 tRNA 上，这一过程称为充电，它需要 ATP 并确保蛋白质合成的保真度。

核糖体 RNA

核糖体RNA是核糖体的催化和结构成分。在大肠杆菌中，70S核糖体由含有23S和5S rRNA的50S大亚基和含有16S rRNA的30S小亚基组成。在真核生物中，80S 核糖体具有 60S 和 40S 亚基，以及相应较大的 rRNA。大亚基的23S rRNA催化肽键形成，使核糖体成为核酶。 rRNA 序列高度保守，广泛用于系统发育分析。

小核 RNA

小核 RNA 是剪接体的组成部分，剪接体是从前 mRNA 中去除内含子的复合体。主要的 snRNP，U1、U2、U4、U5 和 U6，识别剪接位点并通过 RNA-RNA 相互作用催化剪接反应。 U1 snRNA 与 5-prime 剪接位点碱基对，U2 snRNA 识别分支点。剪接体逐步组装，经历由 ATP 水解驱动的多种构象重排。

MicroRNA 和小干扰 RNA

MicroRNA 是约 22 个核苷酸的小型非编码 RNA，可在转录后调节基因表达。它们被转录为初级 miRNA，由 Drosha 在细胞核中加工，然后输出到细胞质，在细胞质中 Dicer 产生成熟的 miRNA。 miRNA 被加载到 RNA 诱导的沉默复合物中，与目标 mRNA 进行碱基配对，通常位于 3-prime 非翻译区域，从而导致翻译抑制或 mRNA 降解。

小干扰RNA源自外源来源的较长双链RNA分子，例如病毒RNA。它们遵循相似的途径，但通常表现出与其靶标的完美互补性，导致 mRNA 裂解而不是翻译抑制。 RNA干扰途径是一种保守的抗病毒防御机制，也是一种强大的研究工具。

长非编码 RNA

长非编码 RNA 是长度超过 200 个核苷酸、不编码蛋白质的转录物。它们通过多种机制调节基因表达，包括染色质重塑、转录调控和转录后加工。 XIST 通过覆盖失活的 X 染色体并招募抑制性染色质修饰来介导女性 X 染色体失活。其他 lncRNA 充当蛋白质复合物的支架、转录因子的诱饵或染色质修饰酶的引导物。

其他功能性 RNA

其他几种 RNA 类型执行专门的功能。核糖核酸酶 P 是一种处理 tRNA 前体的核酶。信号识别颗粒 RNA 是将蛋白质靶向内质网的复合物的一部分。端粒酶RNA提供端粒延长的模板。 CRISPR RNA 在细菌适应性免疫中将 Cas 蛋白引导至外源核酸。核糖开关是 mRNA 5-prime 非翻译区中的 RNA 元件，可直接结合代谢物并调节基因表达，而无需蛋白质参与。