Sinteza ribonukleinske kisline

The Sinteza ribonukleinske kisline je predpogoj za sintezo beljakovin. Ribonukleinske kisline prenašajo genetske informacije iz DNK na beljakovine. V nekaterih virusih ribonukleinske kisline celo predstavljajo celoten genom.

Kaj je sinteza ribonukleinske kisline?

Na DNK vedno poteka sinteza ribonukleinske kisline. Tam se komplementarni ribonukleotidi zberejo v verigi RNA z uporabo encimsko nadzorovanega postopka. Ribonukleinska kislina (RNA) ima podobno strukturo kot deoksiribonukleinska kislina (DNK). Sestavljen je iz nukleobaz, ostanka sladkorja in fosfatov. Trije gradniki tvorijo nukleotid skupaj. Sladkor je sestavljen iz riboze. To je pentoza s petimi atomi ogljika. Razlika pri DNK je v tem, da sladkor v položaju 2 v pentoznem obroču vsebuje hidroksilno skupino namesto vodikovega atoma.

Riboza se na dveh mestih esterificira s fosforno kislino. Tako nastane veriga z izmeničnimi enotami riboze in fosfata. Nukleobaza je glikozidno vezana na stran riboze. Za izgradnjo RNK so na voljo štiri različne nukleobaze. To sta pirimidinski bazi citozin in uracil ter purinska baza adenin in gvanin.

Dušik na bazi dušika najdemo v DNK namesto uracila. Vsak tri nukleotide tvorijo triplet, ki kodira aminokislino. Koda je določena po vrstnem redu nukleinskih baz (dušikovih baz). V nasprotju z DNK je RNA enojna. To povzroči hidroksilna skupina na 2 položaju riboze.

Funkcija in naloga

Pri sintezi ribonukleinske kisline se sintetizirajo različne vrste RNA. V nasprotju z DNK se RNA ne uporablja za dolgoročno shranjevanje genetskih informacij, temveč za njen prenos.

Za to je odgovorna messenger RNA (mRNA). Kopira genetske informacije iz DNK in jih posreduje ribosomu, kjer poteka sinteza beljakovin. Informacije so le začasno shranjene v RNA. Po končani sintezi beljakovin se ponovno razgradi.

TRNA in rRNA ne nosita nobenih genetskih informacij, ampak pomagata pri gradnji beljakovin na ribosomu. Druge ribonukleinske kisline so odgovorne za ekspresijo genov. Zato so odgovorni za to, katere genetske informacije je treba sploh brati. Tako prispevajo tudi k diferenciaciji celic. Končno obstaja RNA, ki celo prevzema katalitične funkcije.

Nekateri virusi namesto DNK vsebujejo samo RNA. To pomeni, da je njihov genetski zapis shranjen v RNA. Vendar pa lahko RNA sintetiziramo le z uporabo DNK. Virusi torej lahko živijo in se množijo le znotraj gostiteljske celice.

Pri sintezi ribonukleinske kisline encim RNA polimeraza katalizira tvorbo RNK na DNK, kar ima za posledico natančen prenos genetskega koda. Transkripcija se začne z vezavo RNA polimeraze na promotor. To je specifično nukleotidno zaporedje na DNK. V kratkem raztežaju DNK se dvojna vijačnica razbije z razbijanjem vodikove vezi. V procesu se komplementarni ribonukleotidi pritrdijo na ustrezne podlage na kododogenem nizu DNK.

Ribozne in fosfatne skupine se združujejo, da tvorijo estersko vez in ustvarijo sklop RNK. DNK se odpre le na kratkem odseku. Odsek RN niti, ki je že sintetiziran, štrli iz te odprtine. Sinteza ribonukleinske kisline se konča na območju DNK, imenovanem terminator. Tam je koda za zaustavitev. Ko dosežemo stop kodo, se polimeraza RNA odcepi od DNK in RNA, ki se tvori, se sprosti.

Bolezni in bolezni

Sinteza ribonukleinske kisline je temeljni postopek, zato ima motnja uničujoče posledice za organizem. Da bi lahko sintetizirali beljakovine, ne sme biti večjih odstopanj v sintezi. Vendar lahko nekateri tuji delci RNA reprogramirajo celotno celico tako, da telesna celica sintetizira samo tujo RNA. Ta postopek je pogost in ima veliko vlogo pri virusnih okužbah.

Virusi se ne morejo množiti sami. Vedno ste odvisni od gostiteljske celice. Obstajajo tako DNA virusi kot čisti RNA virusi. Obe vrsti prodrejo v celico in vključijo svoj genetski material v genetski zapis gostiteljske celice. Celica začne razmnoževati samo gensko gradivo virusa. Celica proizvaja viruse, dokler ne umre. Novo nastali virusi prodrejo v nadaljnje celice in nadaljujejo z delom uničenja.

RNA virusi vgradijo svoj genetski material v DNK s pomočjo encimske reverzne transkriptaze. Po integraciji prevladuje sinteza virusne RNA, ki se nato vrne v naslednjo celico. Retrovirusi spadajo tudi med viruse RNA. Dobro znan retrovirus je virus HI. Retrovirusi pa so poseben primer, čeprav svoj genetski material v DNK vgradijo tudi s povratno transkriptazo, novi virusi, ki nastanejo, zapustijo celico, ne da bi jo uničili. To omogoča, da okužene celice postanejo stalen vir virusov.

Pri proizvodnji novih virusov pa se nenehno pojavljajo tudi mutacije, ki trajno spremenijo virus. Imunski sistem sicer tvori protitelesa proti obstoječim virusom, toda preden se uničijo, se je genetski zapis toliko spremenil, da tvorjena protitelesa niso več učinkovita. Telo mora še naprej proizvajati nova protitelesa. Imunski sistem je tako poudarjen, da trajno izgubi odpornost proti bakterijam, glivam in virusom.