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越来越多的实验现象与理论研究让人们明白,RNA分子在生物体内并非简单的扮演着遗传信息传递中间体的角色.生物学家正在将注意力转回RNA分子.随着重新认识RNA生物学作用热潮的出现以及相关技术和方法的发展,有关RNA分子结构与功能等问题正取得不断进步.发夹(hairpin)是所有RNA分子的共同组分和结构基础.大量研究表明,以UNCG、GNRA、CUUG(N=A、U、C或G,R=G或A)为端环能够形成稳定而保守的发夹结构.高分辨率的溶液结构和晶体结构以及计算机模拟等方法从原子水平上解析了这些发夹的结构特征.体内,它们发挥着重要的生物学功能:在折叠过程中作为折叠的起始位置帮助组织RNA分子正确折叠;与核酸受体结合参与三级相互作用;与蛋白质发生相互作用;阻止逆转录酶的延伸等等.这些稳定的、具有重要功能的发夹广泛分布于体内rRNA、催化RNA和非编码mRNA中.但是还不能说这种广泛分布的现象是普适的.鉴于编码区mRNA折叠结构在真核生物基因表达中的重要作用,了解这些发夹环是否也分布于其中,我们对人类88个编码区mRNA的结构进行了分析.首先,从序列上的分析可见,UUCG序列出现的次数很少,能够形成发夹端环的可能性也极小.其次,利用RNA Structure3.71折叠编码区mRNA序列得到的结构也清楚地表明,UNCG家族发夹环偶有出现,但都不能稳定存在.与之相对的是GNRA家族,虽然它在序列和折叠结构中出现频率都比UNCG家族高,但是并不占优势.也就是说,在我们所分析的编码区mRNA中,稳定的UNCG四环没有分布,其它四环序列的出现也没有特别明显的偏好性.UACG四环作为UNCG家族的一员,其核磁共振结构与UUCG四环具有基本相似的结构特征.为了解UACG四环在原子水平的动力学行为,我们利用分子动力学(MD)在水溶液中模拟了U<,1>C<,2>U<,3>C<,4>(U<,5>A<,6>C<,7>G<,8>)G<,9>A<,10>G<,11>A<,12>四环发夹以及U<,1>C<,2>U<,3>C<,4>(dU<,5>A<,6>C<,7>G<,8>)G<,9> A<,10> G<,11>A<,12>(U<,5>位脱氧)四环发夹.UACG四环动力学模拟过程中有的特征与其核磁共振结构相似,但环内的氢键相互作用有所不同.U5位糖环的脱氧,使得原本UACG四环中由U<,5> 2-OH生成的氢键相互作用都不存在.dUACG环内氢键相互作用减少,动态模拟过程中变化较大,不如UACG环紧凑.U<,5>的2OH的脱氧突变对UACG四环构象产生了较为显著的影响,U<,5>位2OH对UACG四环结构起到很重要的作用.这与UUCG四环的热力学实验研究与理论研究结论一致:糖环2OH对于UUCG环结构的稳定性起到重要作用,尤其是第一个U的2OH.