RNA，即核糖核酸，是一类由核糖核苷酸通过磷酸二酯键聚合而成的线性大分子。它在生物体内扮演着极为重要的角色，与DNA共同构成了生命的遗传信息体系。RNA和DNA的结构有相似之处，但也存在明显差异。RNA中的糖是核糖，而DNA中的是脱氧核糖；RNA中的碱基通常为腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和尿嘧啶（U），而DNA中是胸腺嘧啶（T）代替了尿嘧啶。这种结构上的差异使得RNA具有独特的功能和特性。
RNA有多种类型，每种类型都有其特定的功能。信使RNA（mRNA）是携带遗传信息的重要分子，它从DNA转录而来，将细胞核内的遗传信息传递到细胞质中的核糖体上，作为蛋白质合成的模板。转运RNA（tRNA）则像一个“搬运工”，负责识别mRNA上的密码子，并将相应的氨基酸转运到核糖体上，参与蛋白质的合成。核糖体RNA（rRNA）是核糖体的重要组成部分，与蛋白质一起构成核糖体，为蛋白质的合成提供场所和催化活性。此外，还有微小RNA（miRNA）、长链非编码RNA（lncRNA）等非编码RNA，它们在基因表达调控、细胞分化、发育等过程中发挥着关键作用。
RNA的合成主要通过转录过程完成。转录是指以DNA为模板，在RNA聚合酶的催化下，合成RNA的过程。在原核生物中，转录和翻译可以同时进行，因为原核细胞没有细胞核，转录产生的mRNA可以直接在细胞质中与核糖体结合进行蛋白质合成。而在真核生物中，转录发生在细胞核内，转录产生的初始mRNA需要经过一系列的加工修饰，如5'端加帽、3'端加尾、剪接等，才能成为成熟的mRNA，然后通过核孔进入细胞质，参与蛋白质合成。转录过程受到多种因素的调控，包括转录因子、启动子、增强子等，这些因素共同确保RNA的合成在正确的时间和地点进行。
RNA在生命活动中具有不可或缺的作用。在蛋白质合成方面，mRNA、tRNA和rRNA协同工作，确保遗传信息准确地从DNA传递到蛋白质，实现基因的表达。除了蛋白质合成，RNA还参与了基因表达的调控。例如，miRNA可以通过与靶mRNA互补配对，抑制mRNA的翻译或促进其降解，从而调控基因的表达水平。lncRNA则可以通过与DNA、RNA或蛋白质相互作用，在转录水平、转录后水平等多个层面调控基因表达。此外，RNA在生物的发育、免疫、疾病发生等过程中也发挥着重要作用。例如，某些病毒以RNA作为遗传物质，它们的感染和复制过程与宿主细胞的RNA代谢密切相关。
随着对RNA研究的不断深入，RNA技术在多个领域得到了广泛应用。在医学领域，基于RNA干扰（RNAi）技术的药物研发成为热点，通过设计特定的siRNA或shRNA，可以抑制致病基因的表达，为治疗癌症、病毒感染等疾病提供了新的策略。mRNA疫苗也是近年来的重大突破，如新冠mRNA疫苗，它通过将编码病毒抗原的mRNA递送到人体细胞内，激发人体的免疫反应，产生抗体，达到预防疾病的目的。在农业领域，RNA技术可以用于植物基因编辑和病虫害防治，提高农作物的产量和品质。此外，RNA技术在生物技术、生物制药等领域也具有广阔的应用前景。