by Susha Cheriyedath, M. Sc.Reviewed by Michael Greenwood, M.Sc.

RNA lub kwas rybonukleinowy jest polimerem nukleotydów, który składa się z cukru rybozy, fosforanu i zasad, takich jak adenina, guanina, cytozyna i uracyl. Odgrywa kluczową rolę w ekspresji genów, działając jako pośrednik między informacją genetyczną kodowaną przez DNA a białkami.

RNA ma strukturę bardzo podobną do struktury DNA. Kluczową różnicą w strukturze RNA jest to, że cukier rybozy w RNA posiada grupę hydroksylową (-OH), która jest nieobecna w DNA.

typy RNA

w prokariotach i eukariotach istnieją trzy główne typy RNA – posłaniec RNA (mRNA), rybosomalny RNA (rRNA) i transfer RNA (tRNA). Te 3 rodzaje RNA omówiono poniżej.

Messenger RNA (mRNA)

mRNA stanowi zaledwie 5% całkowitego RNA w komórce. mRNA jest najbardziej heterogenicznym z 3 typów RNA pod względem zarówno sekwencji zasadowej, jak i wielkości. Niesie on uzupełniający kod genetyczny skopiowany, z DNA podczas transkrypcji, w postaci trojaczków nukleotydów zwanych kodonami.

każdy kodon określa konkretny aminokwas, chociaż jeden aminokwas może być kodowany przez wiele różnych kodonów. Chociaż w kodzie genetycznym istnieją 64 możliwe kodony lub zasady tripletowe, tylko 20 z nich reprezentuje aminokwasy. Istnieją również 3 kodony stop, które wskazują, że rybosomy powinny zaprzestać wytwarzania białka przez translację.

w ramach przetwarzania po transkrypcji u eukariotów, 5′ koniec mRNA jest ograniczony nukleotydem guanozynotrifosforanu, który pomaga w rozpoznawaniu mRNA podczas translacji lub syntezy białek. Podobnie, 3 ’ koniec mRNA ma ogon Poli-a lub dodano do niego wiele reszt adenylowych, co zapobiega enzymatycznej degradacji mRNA. Zarówno 5′, jak i 3 ’ koniec mRNA nadaje mu stabilność.

Rybosomalny RNA (rRNA)

rRNA znajdują się w rybosomach i stanowią 80% całkowitego RNA obecnego w komórce. Rybosomy składają się z dużej podjednostki zwanej 50S i małej podjednostki zwanej 30S, z których każda składa się z własnych specyficznych cząsteczek rRNA. Różne rRNA obecne w rybosomach obejmują małe rRNA i duże rRNA, które należą odpowiednio do małych i dużych podjednostek rybosomu.

rRNA łączą się z białkami i enzymami w cytoplazmie tworząc rybosomy, które działają jako miejsce syntezy białek. Te złożone struktury podróżują wzdłuż cząsteczki mRNA podczas translacji i ułatwiają łączenie aminokwasów w łańcuch polipeptydowy. Oddziałują one z tRNA i innymi cząsteczkami, które są kluczowe dla syntezy białek.

u bakterii małe i duże rRNA zawierają odpowiednio około 1500 i 3000 nukleotydów, podczas gdy u ludzi mają odpowiednio około 1800 i 5000 nukleotydów. Jednak struktura i funkcja rybosomów jest w dużej mierze podobna we wszystkich gatunkach.

Transfer RNA (tRNA)

tRNA jest najmniejszym z 3 typów RNA, posiadającym około 75-95 nukleotydów. Trna są niezbędnym składnikiem translacji, gdzie ich główną funkcją jest przenoszenie aminokwasów podczas syntezy białek. Dlatego nazywane są RNA transferowe.

każdy z 20 aminokwasów ma swoisty tRNA, który wiąże się z nim i przenosi go do rosnącego łańcucha polipeptydowego. Trna działają również jako adaptery w translacji genetycznej sekwencji mRNA do białek. Dlatego nazywane są również cząsteczkami adaptera.

Trna mają strukturę koniczyny, która jest stabilizowana przez silne wiązania wodorowe między nukleotydami. Zwykle zawierają pewne nietypowe zasady oprócz zwykłych 4, które powstają w wyniku metylacji zwykłych zasad. Metylu guanina i metylocytozyna są dwa przykłady metylowanych zasad.

inne rodzaje RNA

poza podstawową rolą RNA w syntezie białek istnieje kilka odmian RNA, które biorą udział w modyfikacji po transkrypcji, replikacji DNA i regulacji genów. Niektóre formy RNA występują tylko w określonych formach życia, takich jak u eukariotów lub bakterii.

Mały jądrowy RNA (snRNA)

snRNA bierze udział w przetwarzaniu przedczłonkowego RNA (pre-mRNA) do dojrzałego mRNA. Są bardzo krótkie, o średniej długości zaledwie 150 nukleotydów.

RNA regulacyjne

wiele rodzajów RNA bierze udział w regulacji ekspresji genów, w tym mikro RNA (miRNA), mały interferujący RNA (siRNA) i antysensowny RNA (aRNA).

miRNA (21-22 nt) występuje u eukariotów i działa poprzez interferencję RNA (RNAi). miRNA może rozkładać mRNA, które jest komplementarne, z pomocą enzymów. Może to zablokować translację mRNA lub przyspieszyć jego degradację.

siRNA (20-25 nt) są często wytwarzane w wyniku rozpadu wirusowego RNA, choć istnieją również endogenne źródła sirna. Działają podobnie jak miRNA. MRNA może zawierać same elementy regulacyjne, takie jak ryboswitche, w regionie 5′ nieprzetłumaczonym lub regionie 3′ nieprzetłumaczonym; te elementy regulacyjne cis regulują aktywność tego mRNA.

Transfer-messenger RNA (tmRNA)

znajduje się w wielu bakteriach i plastydach. tmrna oznacza białka kodowane przez mRNA, które nie mają kodonów stop do degradacji i zapobiega opóźnianiu rybosomu z powodu braku kodonu stop.

Rybozymy (enzymy RNA)

RNA są obecnie znane z przyjmowania złożonych struktur trzeciorzędowych i działania jako katalizatory biologiczne. Takie enzymy RNA są znane jako rybozymy i wykazują wiele cech klasycznego enzymu, takich jak miejsce aktywne, miejsce wiązania substratu i miejsce wiązania kofaktora, takie jak jon metalu.

jednym z pierwszych odkrytych rybozymów była rnaza P, rybonukleaza, która bierze udział w wytwarzaniu cząsteczek tRNA z większych, prekursorowych RNA. Rnaza P składa się zarówno z RNA, jak i białka; jednak samo ugrupowanie RNA jest katalizatorem.

dwuniciowy RNA (dsRNA)

Ten typ RNA ma dwie nici związane ze sobą, tak jak w przypadku dwuniciowego DNA. dsRNA stanowi materiał genetyczny niektórych wirusów.

Czytaj dalej

• Cała zawartość RNA
• co to jest RNA?
• struktura RNA
• synteza RNA
• odkrycie RNA

Autor:

Susha Cheriyedath

Susha ma tytuł licencjata (B.Sc.) tytuł magistra chemii i magistra (M.Sc) ukończył biochemię na Uniwersytecie Calicut w Indiach. Zawsze interesowała się medycyną i naukami o zdrowiu. W ramach studiów magisterskich specjalizowała się w biochemii, ze szczególnym uwzględnieniem Mikrobiologii, fizjologii, Biotechnologii i Żywienia. W wolnym czasie uwielbia gotować burzę w kuchni dzięki swoim super-niechlujnym eksperymentom pieczenia.

Cytaty