為什麼RNase在環境中廣泛存在?

RNA與DNA的結構類似,本質上而言RNA的化學性質應該相當穩定,只是由於RNase在環境中的廣泛存在致使RNA在提取過程中十分容易被降解。那麼除了良好的熱穩定性以外還有什麼因素導致RNase廣泛存在呢?環境中的RNase的來源又是什麼呢?(別說是miniprep里的buffer S1啊。。。)


生物為什麼會這樣或者那樣?這種問題首先有一個統一的籠統回答——這樣或那樣有演化優勢。

回到具體問題,RNase不是免費的,合成這種蛋白質需要消耗寶貴的能量,所以RNase一定給生物帶來了巨大的好處。

那這個好處是什麼呢?是保命。

對一個細胞來說,外源核酸總是危險的,很可能搶佔細胞內的生化機器為自身服務,導致細胞的生命活動出現不必要的浪費甚至最終崩潰死亡。所以細胞都有多種機制識別、無效化乃至降解外源核酸(雖然也並不是萬無一失永遠有效的……)。而相比較於DNA,RNA發揮效應太快太直接、危險更大,因此更需要被及時清除。所以能夠合成RNase的細胞在競爭中會獲得額外優勢,甚至合成出來的RNase更穩定都很可能會帶來額外的競爭優勢,久而久之就變成大家都合成RNase、到處都是除不幹凈的RNase這種狀況了……

另外,核苷酸從頭合成實在太耗能繁瑣了,偏偏每多一個細胞就得多使用很多的核苷酸。能充分利用食物里的核苷酸同時保證安全是一舉兩得的事,那麼消化細胞/消化腺外分泌核酸酶可能也是很划算的。

然後,麻煩就更大了……

至於DNase相對比較少和不穩定,可能主要是因為真核細胞有了核膜分隔以後對外源DNA的敏感性降低,導致高穩定性的DNase演化壓力沒有那麼大吧。回頭去看看原核生物,那些DNase簡直五花八門沒眼看……奈何它們的細胞內沒有物理分隔,DNase的特異性不能太差否則容易自戕,為了追求精準只有部分犧牲穩定性了。至於真核細胞合成的RNase們,反正自家RNA有修飾保護,最後就演化成了皮實耐操又沒腦子(特異性)的「肌肉棒子」……


答主的兩個小問題分開回答吧

1、 除了熱穩定性外,RNase比DNase更穩定的原因還有DNase對於pH有更高要求(一般pH值為7.0時活性高)和DNase的活性依賴金屬離子(比如 DNase I 的活性依賴鈣離子)

2、環境中的RNase的來源主要是來自各種動物,比如一般生產RNase使用的是動物內臟,而人的皮膚上也沾有許多RNase(這也是為什麼處理RNA時要帶好手套,皮膚不能觸碰樣品)

以上,希望有所幫助


RNA結構不穩定,所以比較容易降解吧。RNA是單鏈結構,然後組成成分與DNA不同。除了鹼基外,DNA骨架是脫氧核糖,而RNA是核糖。

環境中的RNase的來源我也不清楚。猜測應該是動物,植物,微生物等分泌的吧。


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