Kwasy rybonukleinowe
RNA to akronim oznaczający kwas rybonukleinowy, kwas nukleinowy. Obecnie znanych jest wiele różnych jego rodzajów.
RNA różni się fizycznie od DNA: DNA zawiera dwa zwinięte pasma, ale RNA zawiera tylko jedno pasmo. RNA zawiera również inne zasady niż DNA. Podstawy te są następujące:
(A) Adenina
G) Guanina
(C) Cytozyna
(U) Uracil
Adenina tworzy wiązania z uracylem, a guanina z cytozyną. W ten sposób mówimy, że adenina jest komplementarna z uracylem, a guanina z cytozyną. Pierwsze trzy zasady występują również w DNA, ale uracil zastępuje tyminę jako uzupełnienie adeniny.
RNA zawiera również rybozę, w przeciwieństwie do dezoksyrybozy znajdującej się w DNA. Różnice te powodują, że RNA jest chemicznie bardziej reaktywne niż DNA. To sprawia, że jest to bardziej odpowiednia molekuła do udziału w reakcjach komórkowych.
RNA jest nośnikiem informacji genetycznej w niektórych wirusach, zwłaszcza w retrowirusach, takich jak wirus HIV. Jest to jedyny wyjątek od ogólnej zasady, że DNA jest substancją dziedziczną.
Synteza białek RNA
Komunikator RNA
Główną funkcją RNA jest przenoszenie informacji o sekwencji aminokwasów z genów do miejsca gromadzenia się białek na rybosomach w cytoplazmie.
Robi to posłaniec RNA (mRNA). Pojedyncze włókno DNA jest schematem dla mRNA, które jest transkrybowane z tego włókna DNA. Sekwencja par zasad jest transkrybowana z DNA przez enzym zwany polimerazą RNA. Następnie mRNA przenosi się z jądra do rybosomów w cytoplazmie, tworząc białka. MRNA przekłada sekwencję par zasad na sekwencję aminokwasów tworzących białka. Proces ten nazywany jest tłumaczeniem.
DNA nie opuszcza jądra z różnych powodów. DNA jest bardzo długą cząsteczką i jest związane w chromosomach z białkami, zwanymi histonami. mRNA, z drugiej strony jest w stanie poruszać się i reagować z różnymi enzymami komórkowymi. Po transkrypcji mRNA opuszcza jądro i przenosi się do rybosomów.
Dwa rodzaje niekodujących RNA pomagają w procesie budowy białek w komórce. Są to RNA transferowe (tRNA) i rybosomalne RNA (rRNA).
tRNA
Transfer RNA (tRNA) jest krótką cząsteczką około 80 nukleotydów, która przenosi specyficzny aminokwas do łańcucha polipeptydowego w rybosomie. Istnieje różne tRNA dla każdego aminokwasu. Each jeden ma miejsce dla aminokwasu dołączać, i anty-kodon dopasowywać kodon na mRNA. Na przykład, kod UUU lub UUC dla aminokwasu fenyloalaniny.
rRNA
Ribosomalny RNA (rRNA) jest katalitycznym składnikiem rybosomów. Rybosomy eukariotyczne zawierają cztery różne molekuły rRNA: 18S, 5.8S, 28S i 5S rRNA. Trzy z tych cząsteczek rRNA są syntezowane w jądrze, a jedna w innym miejscu. W cytoplazmie, rybosomalne RNA i białko łączą się w nukleoproteinę zwaną rybosomem. Rybosom wiąże mRNA i prowadzi do syntezy białek. Kilka rybosomów może być dołączonych do jednego mRNA w dowolnym momencie. rRNA jest niezwykle bogate i stanowi 80% 10 mg/ml RNA występującego w typowej cytoplazmie eukariotycznej.
snRNAs
Małe jądrowe RNA (snRNA) łączą się z białkami tworząc spliceosomy. Spliceosomy rządzą alternatywnymi splicosomami. Kod genetyczny dla białek w bitach zwanych exons. Bity mogą być łączone ze sobą na różne sposoby, tworząc różne mRNA. W ten sposób, z jednego genu można utworzyć wiele białek. Jest to proces alternatywnego splatania. Każda niepożądana wersja białka zostaje pocięta przez proteazy, a bity chemiczne ponownie użyte.
Struktura dojrzałego mRNA eukariotycznego. W pełni przetworzone mRNA obejmuje czapkę 5', 5' UTR, region kodowania, 3' UTR, oraz ogon poli(A). UTR = region nieprzetłumaczony (ang. untranslated region)
Regulacyjne RNA
Istnieje szereg RNA, które regulują geny, to znaczy regulują szybkość, z jaką geny są transkrybowane lub tłumaczone.
miRNA
Mikro RNA (miRNA) działają poprzez połączenie enzymu i zablokowanie mRNA lub przyspieszenie jego rozpadu. Nazywa się to interferencją RNA.
siRNA
Małe zakłócające RNA (czasami nazywane wyciszającymi RNA) zakłócają ekspresję określonego genu. Są to dość małe (20/25 nukleotydów) dwuniciowe molekuły. Ich odkrycie spowodowało gwałtowny wzrost w badaniach biomedycznych i rozwoju leków.
Pasożytnicze i inne RNA
Retrotranspozony
Transpozony są tylko jednym z kilku rodzajów mobilnych elementów genetycznych. Retrotranspozony kopiują się w dwóch etapach: najpierw z DNA do RNA przez transkrypcję, a następnie z RNA z powrotem do DNA przez transkrypcję odwrotną. Następnie kopia DNA jest wprowadzana do genomu w nowej pozycji. Retrotranspozony zachowują się bardzo podobnie do retrowirusów, takich jak HIV.
Genomy wirusowe
Genomy wirusowe, które zazwyczaj są RNA, przejmują maszynerię komórkową i tworzą zarówno nowe RNA wirusowe, jak i płaszcz białkowy wirusa.
Genomy fagów
Genomy fagów są dość zróżnicowane. Materiałem genetycznym może być ssRNA (jednoniciowe RNA), dsRNA (dwuniciowe RNA), ssDNA (jednoniciowe DNA), lub dsDNA (dwuniciowe DNA). Może mieć od 5 do 500 kilogramowych par zasadowych o układzie kołowym lub liniowym. Bakteriofagi mają zwykle rozmiary od 20 do 200 nanometrów.
Genomy fagowe mogą kodować nawet cztery geny, a nawet setki genów.
Używa
Niektórzy naukowcy i lekarze używają posłańca RNA w szczepionkach w celu leczenia raka i zapobiegania chorobom.
Pytania i odpowiedzi
P: Co oznacza skrót RNA?
O: RNA oznacza kwas rybonukleinowy.
P: Czym fizycznie RNA różni się od DNA?
O: RNA zawiera tylko jedną nić, podczas gdy DNA zawiera dwie splecione nici.
P: Jakie są różne zasady występujące w RNA?
O: Różne zasady występujące w RNA to adenina, guanina, cytozyna i uracyl.
P: Jaki jest wzór wiązania między zasadami RNA?
O: Adenina tworzy wiązania z uracylem, a guanina tworzy wiązania z cytozyną.
P: Czym pod względem chemicznym RNA różni się od DNA?
RNA zawiera rybozę zamiast dezoksyrybozy, co czyni go bardziej reaktywnym chemicznie niż DNA.
P: Jaka jest rola RNA w reakcjach komórkowych?
RNA jest bardziej odpowiedni do udziału w reakcjach komórkowych ze względu na swoją reaktywność chemiczną.
P: Które wirusy wykorzystują RNA jako nośnik informacji genetycznej?
O: Niektóre wirusy, zwłaszcza retrowirusy, takie jak wirus HIV, wykorzystują RNA jako nośnik informacji genetycznej.
