你知道DNA 为什么比 RNA 稳定吗?
主要就是DNA是双链而RNA是单链,DNA与核小体组成一个很稳定的结构,以及万恶的RNA酶无处不在还高温紫外都杀不死。我倒是想说从进化的观点上来说,在生物体内DNA毕竟是唯一的,每个个体只有一个基因组,并且基因决定转录决定翻译决定蛋白,生物体是由蛋白组成的,因此DNA势必要稳定,出错的几率势必要小,否则一个碱基的变化可能就致死,综合考虑一个基因组而不仅仅是DNA这个核酸的话还要更稳定,因为有各种各样的修复机制。在不进行增殖的细胞中,DNA一般情况是偶尔解开双螺旋,进行转录,获得mRNA,然后就又螺旋,保护起来,稳定得很。而mRNA收到一系列的调控,对其数量、浓度、寿命、作用区域都有不同的调控,所以"稳定性“ 基本没法比较,因为mRNA的增减均是由主观生理学意义上控制的。而对于其他种类的RNA,如tRNA,rRNA,microRNA,sRNA等等种类及其多的RNA而言,也基本是受到生理调控的。所以没法比。
生物学实验需要提取RNA时,最害怕的就是RNA酶污染。RNA酶广泛存在而稳定,不怕冷不怕热,免疫各种化学试剂的摧残,耐受多种处理而不被灭活,如煮沸,高压灭菌。在实验中,一方面要严格控住外源RNA酶的污染;另一方面要最大限度的抑制内源性RNA酶。外源性的RNA酶存在于操作人员的手汗、唾液等,也可存在于灰尘中。在其它分子生物学实验中使用的RNA酶也会造成污染。这些外源性的RNA酶可污染器械、玻璃制品、塑料制品、电泳槽、研究人员的手及各种试剂。而各种组织和细胞中则含有大量内源性的RNA酶。是不是想想就很可怕。本身就没有多少RNA,再被酶给分解掉,实验不白做了吗。所以每次提RNA时都是口罩手套白大褂,大气不敢喘,减少空气流动(现在都有试剂盒及多种RNAase free的tubes,tips。但是想想10年前的老前辈们)。提出来以后要尽快使用,避免多次反复冻融,-80℃保存,一个月以后就不敢用了。提DNA就轻松多了,甚至口罩手套都不用,吃着火锅唱着歌就提出来了,加点DNA酶抑制剂,随便-20℃一丢,保存一年没问题。可见它们面对的对手区别如此之大。体外,在提取RNA时,需要保持无酶环境,因为RNA容易背各种酶分解,因为其单链结构,而DNA独特的双螺旋结构保持其稳定性。体内,DNA的功能是保存遗传信息,RNA功能是行使各种功能,在行使完功能后被体内的酶分解。在做PCR时DNA的解链过程需要严格的条件,包括温度,时间以及限制性核酸内切酶。
1. 从分解DNA的酶来说,RNase是非常稳定的酶,能够耐受高温高压,很难除去,而DNase高温下易失活。因此体外贮存的RNA比DNA更容易因为污染了酶而被酶解,因此RNA需要比DNA更严格的贮存条件。
2.从酸碱性的耐受来说,RNA在弱碱性条件下更容易分解。
3.从结构来说,RNA更容易分解的机理是,在2′位置上有游离的OH,以致形成2′,3′-环形磷酸盐的中间产物,需要更低的自由能,因此易分解。而DNA为去氧核糖核酸,2‘位置上没有游离的羟基,不能形成这样的中间产物,分解反应需要较高的自由能。
4.从体内核酸的生理功能来说,在以DNA为主要的遗传物质的生物体的细胞中,生物体需要RNA在转录成功后迅速分解。而DNA作为保存生命信息的遗传物质,有各种机理保证DNA的稳定,例如DNA复制中的DNA聚合酶的修复功能,例如与DNA结合的各种蛋白增加了DNA的稳定性,在染色体中DNA的超螺旋和多次压缩。
主要就是DNA是双链而RNA是单链,DNA与核小体组成一个很稳定的结构,以及万恶的RNA酶无处不在还高温紫外都杀不死。我倒是想说从进化的观点上来说,在生物体内DNA毕竟是唯一的,每个个体只有一个基因组,并且基因决定转录决定翻译决定蛋白,生物体是由蛋白组成的,因此DNA势必要稳定,出错的几率势必要小,否则一个碱基的变化可能就致死,综合考虑一个基因组而不仅仅是DNA这个核酸的话还要更稳定,因为有各种各样的修复机制。在不进行增殖的细胞中,DNA一般情况是偶尔解开双螺旋,进行转录,获得mRNA,然后就又螺旋,保护起来,稳定得很。而mRNA收到一系列的调控,对其数量、浓度、寿命、作用区域都有不同的调控,所以"稳定性“ 基本没法比较,因为mRNA的增减均是由主观生理学意义上控制的。而对于其他种类的RNA,如tRNA,rRNA,microRNA,sRNA等等种类及其多的RNA而言,也基本是受到生理调控的。所以没法比。
生物学实验需要提取RNA时,最害怕的就是RNA酶污染。RNA酶广泛存在而稳定,不怕冷不怕热,免疫各种化学试剂的摧残,耐受多种处理而不被灭活,如煮沸,高压灭菌。在实验中,一方面要严格控住外源RNA酶的污染;另一方面要最大限度的抑制内源性RNA酶。外源性的RNA酶存在于操作人员的手汗、唾液等,也可存在于灰尘中。在其它分子生物学实验中使用的RNA酶也会造成污染。这些外源性的RNA酶可污染器械、玻璃制品、塑料制品、电泳槽、研究人员的手及各种试剂。而各种组织和细胞中则含有大量内源性的RNA酶。是不是想想就很可怕。本身就没有多少RNA,再被酶给分解掉,实验不白做了吗。所以每次提RNA时都是口罩手套白大褂,大气不敢喘,减少空气流动(现在都有试剂盒及多种RNAase free的tubes,tips。但是想想10年前的老前辈们)。提出来以后要尽快使用,避免多次反复冻融,-80℃保存,一个月以后就不敢用了。提DNA就轻松多了,甚至口罩手套都不用,吃着火锅唱着歌就提出来了,加点DNA酶抑制剂,随便-20℃一丢,保存一年没问题。可见它们面对的对手区别如此之大。体外,在提取RNA时,需要保持无酶环境,因为RNA容易背各种酶分解,因为其单链结构,而DNA独特的双螺旋结构保持其稳定性。体内,DNA的功能是保存遗传信息,RNA功能是行使各种功能,在行使完功能后被体内的酶分解。在做PCR时DNA的解链过程需要严格的条件,包括温度,时间以及限制性核酸内切酶。
1. 从分解DNA的酶来说,RNase是非常稳定的酶,能够耐受高温高压,很难除去,而DNase高温下易失活。因此体外贮存的RNA比DNA更容易因为污染了酶而被酶解,因此RNA需要比DNA更严格的贮存条件。
2.从酸碱性的耐受来说,RNA在弱碱性条件下更容易分解。
3.从结构来说,RNA更容易分解的机理是,在2′位置上有游离的OH,以致形成2′,3′-环形磷酸盐的中间产物,需要更低的自由能,因此易分解。而DNA为去氧核糖核酸,2‘位置上没有游离的羟基,不能形成这样的中间产物,分解反应需要较高的自由能。
4.从体内核酸的生理功能来说,在以DNA为主要的遗传物质的生物体的细胞中,生物体需要RNA在转录成功后迅速分解。而DNA作为保存生命信息的遗传物质,有各种机理保证DNA的稳定,例如DNA复制中的DNA聚合酶的修复功能,例如与DNA结合的各种蛋白增加了DNA的稳定性,在染色体中DNA的超螺旋和多次压缩。