리보자임
리보자임의 RNA 부분, 또는 RNA로만 구성된 리보자임은 유전적인 분자로서도 기능한다. 원래 RNA는 정보 분자로서 기능하지만 촉매의 역할이 발견됨으로써 진화와의 연결고리를 주장하는 학자들도 있다. 즉, 정보분자와 촉매 두가지 기능을 갖는 RNA는 최초의 거대 생체분자중의 하나이고 진화 초기 단계에서 주된 역할을 하였을 것이라는 예상이다. 이러한 가설은 생명의 기원에 관한 RNA 세계 가설로 알려져 있다.생명체에 대한 정보를 갖는 것은 핵산인 DNA이다. 생명체가 출현하기 전 지구에서의 생명의 기원에 대한 물음은 다음과 같은 역설에 직면한다. 생명체의 기본이 되는 단백질을 만드려면 DNA나 RNA와같은 핵산이 필요하다. 그러나 이 핵산이 합성되려면 화학반응을 촉매하는 특이적인 효소, 즉 단백질이 필요할 것이다. 이것은 마치 닭과 달걀중 어느것이 먼저이냐 하는 문제와 같다.
이 상황에서 촉매 기능과 정보를 가진 유전 물질의 기능을 모두 가진 리보자임과 같은 RNA가 최초의 물질이었을 가능성이 제기된다. 이러한 상황에 대해 RNA 세계라고 처음 부른 것은 1986년 미국의 생화학자 월터 길버트이다. 또한 단백질이 먼저 출현했다는 가설, 단백질세계와 RNA 세계가 각각 원시수프이후 존재하다가 합쳐졌다는 가설도 제기된다. 요하네서 페테르 뮐러의 원시지구 모의실험 이후 진행된 많은 화학진화의 모의실험, 운석 중의 유기물의 분석, 혜성이나 우주공간에 있어서의 유기물의 관측 등으로서 무생물적 조건 하에서 생명의 구성물질이 합성된다는 것은 명백해지고 있다. 이러한 가설들은 모두 가능성이 존재함과 동시에 현재까지 많은 문제점도 함께 지적된다.
인간면역결핍 바이러스
HIV의 구조는 다른 레트로바이러스와 다르며 아주 복잡하다. 전체적으로 구형에 가까우며, 지름은 약 120nm로 적혈구보다 60배 정도 작지만, 바이러스 중에서는 큰 편이다. 유전체는 아홉 개의 바이러스 유전인자를 암호화하고 있는 2벌의 양성 단일가닥 RNA로 구성되어 있다. RNA는 바이러스 단백질 p24 2,000개 가량으로 구성된 원뿔형의 캡시드로 둘러싸여 있다. 바이러스 내부는 단일가닥 RNA와 핵캡시드 단백질 p7과 비리온단백질 형성에 필수적 효소(역전사효소, 단백질 분해효소, 리보뉴클레이스, 인테그레이스)로 꽉 들어차있다. 바이러스 단백질 p17로 구성된 기질이 비리온의 보전을 위해 다시 캡시드를 둘러싸고 있다. 기질은 다시 인지질(지방산의 일종)2중층으로 이루어진 바이러스막에 둘러 싸여 있다. 바이러스막은 숙주세포로부터 새로 바이러스가 출아되어 나올 때 가장 먼저 형성된다. 생성 중인 바이러스막은 숙주세포의 세포막에 묻혀있는 형태로 숙주세포의 단백질과 바이러스 입자 표면으로 비어져 나오는 70여개의 복합 HIV단백질로 구성된다. Env라고 알려진 복합HIV단백질은glycoprotein120 3분자로 구성된 모자와 gp41 3분자로 구성된 줄기(단백질 구조물을 바이러스막에 고정하는 역할을 함)로 구성되어 있다. 당단백질 결합체는 감염주기를 시작하는데 중요한데 바이러스가 목표세포에 부착하여 융합하는 것을 가능하게 한다. 바이러스의 2가지 표면당단백질 특히 gp120은 향후 치료제나 백신의 개발대상으로 여겨진다. RNA유전체는 최소 7개의 구조적 경계(LTR,TAR, RRE, PE, SLIP, CRS, INS)를 가지고 9kB 정도의 사이즈로 5'에서 3'쪽으로부터 9개의 유전인자("gag", "pol", "env", "tat", "rev", "nef", "vif", "vpr", "vpu", "tev")를 가진다. 9개의 유전인자는 19종의 단백질을 암호화하고 있으며, "gag", "pol", "env" 이 3개의 유전자는 새로운 바이러스를 만드는 데 필요한 구조 단백질을 만드는 데 필요한 정보를 가지고 있다. "env"는 gp160(이후 바이러스 효소에 의해 gp120, gp41로 쪼개진다. 바이러스막 단백질 구성요소)으로 불리는 단백질을 암호화하고 있다. 나머지 6개의 유전자("tat", "rev", "nef", "vif", "vpr", "vpu" (HIV-2의 경우 "vpx"))는 HIV의 세포를 감염시키거나 바이러스를 복제하거나 병을 유발하는 능력을 조절하는 단백질에 대한 조절인자이다. 2개의 Tat 단백질(p14, p16)은 TAR RNA에 결합하여 작동하는 LTR 프로모터인자에 대한 활성제이다. TAR은 아포토시스 유전자(ERCC1과 IER3)를 조절하는 마이크로RNA에 의해 처리될 수도 있다. Rev 단백질(p19)는 RNA를 PRE RNA 분자에 결합하여 핵에서 세포질로 옮기는 데 관련이 있다. Vif단백질(p23)은 APOBEC3G(DNA:RNA 하이브리드의 아민을 제거하거나 Pol 단백질을 간섭하는 세포 단백질)의 기능을 저해하며 Vpr단백질(p14)는 숙주세포를 G2/M단계에서 묶어 세포분열을 막는다. Nef단백질(p27)은 T세포의 CD4(주요 바이러스 수용체)뿐만 아니라 MHC class I, MHC class II분자를 저해한다. Nef는 또한 SH3도메인과 상호작용한다. Vpu단백질(p16)은 감염된 세포로부터 새로운 바이러스 입자를 방출하는 데 영향을 준다. Gag 유전자는 바이러스 입자를 만드는 중심이 되는 매트릭스 단백질 (MA, Gag p17)과 캡시드 단백질 (CA, Gag p24), 핵산캡시드 (NC, Gag p7)등을 발현하는 유전자이며, Pol 유전자는 바이러스 증식 관련 효소 유전자를 포함하는데, 바이러스 RNA의 역전사효소 발현에 관여하는 RT 부분과 단백질 분해효소를 담당하는 PR, 인티그라제 관련 부분인 IN등으로 구성된다. 이 외에 Tat 유전자는 감염 과정에서 바이러스의 증식을 활성화시키는 조절인자를 발현하는 것으로 알려져 있으며, Nef 유전자는 반대로 LTR 부분과 함께 바이러스의 증식을 억제시키는 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 전체 HIV RNA의 양쪽 끝부분에는 같은 염기 서열이 반복적으로 존재하는 LTR (Long Term Repeat)가 붙어있다. LTR부위는 새로운 바이러스의 생산을 조절하는 스위치 역할을 하거나 HIV나 숙주세포의 단백질에 의해 유발될 수 있다. 레트로바이러스 Psi요소는 바이러스 유전체를 포장하고 Gag와 Rev단백질에 의해 인지되는 데 관련이 있다. SLIP 요소(TTTTTT)는 기능적인 Pol을 만들기 위해 필요한 Gag-Pol 해독구조에서 구조이동과 관련이 있다.