Ribonukleinska kislina

The Ribonukleinska kislina ima podobno strukturo kot deoksiribonukleinska kislina (DNK). Kot nosilec genetske informacije pa igra le podrejeno vlogo. Kot medpomnilnik informacij med drugim služi kot prevajalec in oddajnik genetskega zapisa iz DNK v protein.

Kaj je ribonukleinska kislina?

Ribonukleinska kislina se v angleščini in nemščini skrajša kot RNA določen. Njegova struktura je podobna strukturi DNK (deoksiribonukleinska kislina). V nasprotju z DNK pa sestoji samo iz enega sklopa. Njihova naloga je med drugim prenos in prevod genetskega koda v biosintezo proteinov.

Vendar se RNA pojavlja v različnih oblikah in izpolnjuje tudi različne naloge. Krajše molekule RNA sploh nimajo genetskega koda, vendar so odgovorne za transport nekaterih aminokislin. Ribonukleinska kislina ni tako stabilna kot DNK, ker nima funkcije za dolgoročno shranjevanje genetskega koda. V primeru mRNA, na primer, služi le kot medpomnilnik, dokler prenos in prevod nista končana.

Anatomija in struktura

Ribonukleinska kislina je veriga, sestavljena iz številnih nukleotidov. Nukleotid je sestavljen iz povezave med fosfatnim ostankom, sladkorjem in dušikovo bazo. Dušikove baze adenin, gvanin, citozin in uracil so vezane na sladkorni ostanek (ribozo). Sladkor se nato na dveh mestih esterificira s fosfatnimi ostanki in z njim tvori most.

Dušikova baza je v nasprotnem položaju od sladkorja. Ostanki sladkorja in fosfata se izmenjujejo in tvorijo verigo. Dušikove baze torej niso neposredno povezane med seboj, ampak sedijo ob strani sladkorja. Tri zaporedne dušikove baze imenujemo trojke in vsebujejo genetsko kodo za določeno aminokislino. Več trojčkov v vrsti kodira polipeptidno ali beljakovinsko verigo.

V nasprotju z DNK sladkor vsebuje hidroksilno skupino na položaju 2 'namesto vodikovega atoma. Poleg tega se dušinov dušikov baza izmenja za uracil v RNK. Zaradi teh majhnih kemičnih odstopanj je RNA v nasprotju z DNK običajno le enojna. Hidroksilna skupina riboze zagotavlja tudi, da ribonukleinska kislina ni tako stabilna kot DNK. Sestavljanje in demontaža morata biti prožna, ker se informacije, ki jih je treba posredovati, nenehno spreminjajo.

Funkcija in naloge

Ribonukleinska kislina izpolni več nalog. Kot dolgoročen spomin na genetski zapis običajno ne pride v poštev. Le pri nekaterih virusih RNA služi kot nosilec genetskih informacij. Pri drugih živih bitjih to nalogo prevzame DNK. RNA med drugim deluje kot oddajnik in prevajalec genetskega koda v biosintezi beljakovin.

Za to je odgovorna mRNA. Prevedeno mRNA pomeni mesna RNA ali messenger RNA. Kopira podatke o genu in jih prenaša v ribosom, kjer se s pomočjo teh informacij sintetizira protein. Trije sosednji nukleotidi tvorijo tako imenovani kodon, ki predstavlja določeno aminokislino. Na ta način se postopoma gradi polipeptidna veriga aminokislin. Posamezne aminokisline se prevažajo v ribosomu s pomočjo tRNA (prenos RNA). TRNA tako deluje kot pomožna molekula v biosintezi beljakovin. Kot druga molekula RNA je v strukturi ribosomov vključena rRNA (ribosomska RNA).

Nadaljnji primeri so asRNA (antisens RNA) za uravnavanje ekspresije genov, hnRNA (heterogena jedrska RNA) kot predhodnik zrele mRNA, ribowitches za regulacijo genov, ribozymi za katalizo biokemičnih reakcij in še mnogo drugih. Molekule RNA ne smejo biti stabilne, ker so v različnih obdobjih potrebni različni prepisi. Odcepljeni nukleotidi ali oligomeri se nenehno uporabljajo za novo sintezo RNA. Po svetovni hipotezi Walterja Gilberta RNA so molekule RNA tvorile predhodnike vseh organizmov. Še danes so edini prenašalci genetskega koda nekaterih virusov.

Bolezni

V povezavi z boleznimi ribonukleinske kisline igrajo vlogo, če ima veliko virusov samo RNA kot svoj genetski material. Poleg virusov DNA obstajajo tudi virusi z eno- ali dvoverižno RNA. Zunaj živega organizma je virus popolnoma neaktiven. Nima lastnega metabolizma. Če pa virus pride v stik s telesnimi celicami, se aktivirajo genetske informacije njegove DNK ali RNK. Virus se začne razmnoževati s pomočjo organelov gostiteljske celice.

Gostiteljska celica virus reprogramira tako, da ustvari posamezne komponente virusa. Genetski material virusa pride v celično jedro. Tam je vgrajen v DNK gostiteljske celice, nenehno nastajajo novi virusi. Virusi se odvajajo iz celice. Postopek se ponavlja, dokler celica ne odmre. V primeru virusov RNA se genetska informacija RNA prenaša v DNK z uporabo encimske reverzne transkriptaze. Retrovirusi so posebna oblika virusov RNA. Na primer, virus HI je eden izmed retrovirusov. Tudi pri retrovirusih encimska reverzna transkriptaza zagotavlja prenos genetskih informacij enojne verige RNA v DNK gostiteljske celice.

Tam nastajajo novi virusi, ki zapustijo celico, ne da bi bili uničeni. Nenehno nastajajo novi virusi, ki nenehno napadajo druge celice. Retrovirusi so zelo dovzetni za mutacijo, zato se je težko boriti. Kot terapija se uporablja kombinacija več komponent, kot so zaviralci reverzne transkriptaze in proteazni inhibitorji.