Ribonukleinska kislina: zgradba, delovanje in bolezni

Ribonukleinska kislina je po strukturi podoben deoksiribonukleinska kislina (DNK). Vendar pa ima le manjšo vlogo kot nosilec genskih informacij. Kot vmesna shramba informacij med drugim služi kot prevajalec in oddajnik genetske kode iz DNK v beljakovine.

Kaj je ribonukleinska kislina?

Skrajšano v angleščini in nemščini, ribonukleinska kislina se imenuje RNA. Po strukturi je podoben DNK (deoksiribonukleinska kislina). V nasprotju z DNK pa je sestavljen iz samo ene verige. Njegova naloga je med drugim prenos in prevajanje genetske kode med biosintezo beljakovin. Vendar se RNA pojavlja v različnih oblikah in izpolnjuje tudi različne naloge. Krajša RNA molekule sploh nimajo genetske kode, so pa odgovorni za prevoz nekaterih aminokisline. Ribonukleinska kislina ni tako stabilna kot DNA, ker nima funkcije dolgoročnega shranjevanja genetske kode. V primeru mRNA, na primer, služi le kot začasno shrambo, dokler prenos in prevod ni končan.

Anatomija in zgradba

Ribonukleinska kislina je veriga, sestavljena iz številnih nukleotidov. Nukleotid je sestavljen iz spojine med fosfat ostanek, sladkorja in dušik osnova. The dušik baze adenin, gvanin, citozin in uracil so pritrjeni na a sladkorja ostanek ( riboza). sladkorjapo drugi strani pa se zaestri z a fosfat ostanek na dveh mestih in s slednjim tvori most. The dušik osnova se nahaja na nasprotni legi sladkorja. Sladkor in fosfat ostanki se izmenjujejo in tvorijo verigo. Dušik baze tako niso neposredno povezane med seboj, ampak se nahajajo na strani sladkorja. Tri dušika baze zaporedoma se imenujejo triplet in vsebujejo genetsko kodo za določeno aminokislino. Več trojnic zaporedoma kodira polipeptid ali proteinsko verigo. Za razliko od DNA sladkor vsebuje hidroksilno skupino na položaju 2 ′ namesto a vodik atom. Poleg tega se dušikova baza timin v RNA zamenja za uracil. Zaradi teh manjših kemijskih razlik se RNA v nasprotju z DNA praviloma pojavlja samo v enem samem verižnem sklopu. Hidroksilna skupina v riboza zagotavlja tudi, da ribonukleinska kislina ni tako stabilna kot DNA. Njegova montaža in demontaža morata biti prilagodljiva, ker se informacije, ki jih je treba prenesti, nenehno spreminjajo.

Funkcija in naloge

Ribonukleinska kislina opravlja več nalog. Kot dolgoročno shranjevanje genetske kode običajno ne pride v poštev. Samo v nekaterih virusi ali RNA služi kot nosilec genskih informacij. V drugih organizmih to nalogo opravlja DNK. RNA med drugim deluje kot oddajnik in prevajalec genetske kode pri biosintezi beljakovin. Za to je odgovorna mRNA. Prevedeno, mRNA pomeni prenosno RNA. Kopira podatke, najdene na gen in ga prenese v ribosom, kjer se s pomočjo teh informacij sintetizira protein. Pri tem trije sosednji nukleotidi tvorijo tako imenovani kodon, ki predstavlja specifično aminokislino. Na ta način se polipeptidna veriga aminokisline se gradi korak za korakom. Posameznik aminokisline se s pomočjo tRNA (prenosna RNA) prenesejo v ribosom. V tem procesu tRNA tako deluje kot pomožna molekula pri biosintezi beljakovin. Kot druga molekula RNA je pri sestavljanju RNK (ribosomska RNA) ribosomi. Drugi primeri vključujejo asRNA (antisense RNA) za uravnavanje gen ekspresija, hnRNA (heterogena jedrska RNA) kot predhodnica zrele mRNA, ribowitches za regulacijo genov, ribozimi za kataliziranje biokemijskih reakcij in še veliko več. RNA molekule morda ne bo stabilna, ker so v različnih časih potrebni različni prepisi. Odcepljeni nukleotidi ali oligomeri se nenehno uporabljajo za ponovno sintezo RNA. Glede na svetovno hipotezo o RNA Walterja Gilberta RNA molekule tvorili predhodnike vseh organizmov. Tudi danes so v nekaterih edini nosilci genetske kode virusi.

Bolezni

V kontekstu bolezni, ribonukleinski kisline igrajo vlogo pri toliko virusi imajo za genetski material samo RNA. Tako obstajajo poleg virusov DNA tudi virusi z eno ali dvoverižno RNA. Zunaj živega organizma je virus popolnoma neaktiven. Nima lastne presnove, vendar ko virus pride v stik s telesnimi celicami, se genetske informacije o njegovi DNA ali RNA aktivirajo. Virus se začne razmnoževati s pomočjo organelov gostiteljske celice. V tem procesu virus gostiteljsko celico ponovno programira tako, da tvori posamezne virusne komponente. Genski material virusa vstopi v celično jedro. Tam poteka njegova vključitev v DNK gostiteljske celice in nenehno nastajajo novi virusi. Virusi se odvajajo iz celice. Postopek se ponavlja, dokler celica ne umre. Pri virusih RNA se encim reverzna transkriptaza uporablja za prepis genskih informacij RNA v DNA. Retrovirusi so posebna oblika virusov RNA. Na primer, virus HI je eden od retrovirusov. Tudi pri retrovirusih encim reverzna transkriptaza zagotavlja prenos genskih informacij enoverižne RNA v DNA gostiteljske celice. Tam se ustvarijo novi virusi, ki zapustijo celico, ne da bi bili uničeni. Vedno nastajajo novi virusi, ki nenehno okužijo druge celice. Retrovirusi so zelo mutativni in se zato težko borimo z njimi. Kot kombinacija več komponent, kot so zaviralci reverzne transkriptaze in zaviralci proteaz terapija.