de Susha Cheriyedath, M. Sc.revizuit de Michael Greenwood, M.Sc.

ARN sau acid ribonucleic este un polimer de nucleotide care este alcătuit dintr-un zahăr riboză, un fosfat și baze precum adenină, guanină, citozină și uracil. Acesta joacă un rol crucial în expresia genelor, acționând ca intermediar între informațiile genetice codificate de ADN și proteine.

ARN are o structură foarte asemănătoare cu cea a ADN-ului. Diferența cheie în structura ARN este că zahărul riboză din ARN posedă o grupare hidroxil (- OH) care este absentă în ADN.

tipuri de ARN

atât în procariote, cât și în eucariote, există trei tipuri principale de ARN – ARN mesager (ARNm), ARN ribozomal (ARNr) și ARN de transfer (Arnt). Aceste 3 tipuri de ARN sunt discutate mai jos.

ARN mesager (ARNm)

ARNm reprezintă doar 5% din ARN-ul total din celulă. ARNm este cel mai eterogen dintre cele 3 tipuri de ARN atât în ceea ce privește secvența de bază, cât și dimensiunea. Poartă cod genetic complementar copiat, din ADN în timpul transcrierii, sub formă de triplete de nucleotide numite codoni.

fiecare codon specifică un anumit aminoacid, deși un aminoacid poate fi codificat de mai mulți codoni diferiți. Deși există 64 de codoni sau baze triplete posibile în codul genetic, doar 20 dintre ele reprezintă aminoacizi. Există, de asemenea, 3 codoni de oprire, care indică faptul că ribozomii ar trebui să înceteze generarea de proteine prin traducere.

ca parte a procesării post-transcripționale în eucariote, capătul 5′ al ARNm este acoperit cu o nucleotidă de guanozin trifosfat, care ajută la recunoașterea ARNm în timpul traducerii sau sintezei proteinelor. În mod similar, capătul 3′ al unui ARNm are o coadă Poli-A sau mai multe reziduuri de adenilat adăugate la acesta, ceea ce împiedică degradarea enzimatică a ARNm. Atât capătul 5′ cât și 3′ al unui ARNm conferă stabilitate ARNm.

ARN ribozomal (ARNr)

ARNr se găsesc în ribozomi și reprezintă 80% din ARN-ul total prezent în celulă. Ribozomii sunt compuși dintr-o subunitate mare numită anii 50 și o subunitate mică numită anii 30, fiecare dintre acestea fiind alcătuită din propriile molecule specifice ARNr. Diferitele ARNr prezente în ribozomi includ ARNr mici și ARNr mari, care aparțin subunităților mici și mari ale ribozomului, respectiv.ARNr se combină cu proteine și enzime în citoplasmă pentru a forma ribozomi, care acționează ca situs al sintezei proteinelor. Aceste structuri complexe se deplasează de-a lungul moleculei ARNm în timpul traducerii și facilitează asamblarea aminoacizilor pentru a forma un lanț polipeptidic. Ei interacționează cu Arnt și alte molecule care sunt cruciale pentru sinteza proteinelor.

în bacterii, ARNr mici și mari conțin aproximativ 1500 și, respectiv, 3000 de nucleotide, în timp ce la om, au aproximativ 1800 și, respectiv, 5000 de nucleotide. Cu toate acestea, structura și funcția ribozomilor este în mare parte similară la toate speciile.

ARN de Transfer (Arnt)

Arnt este cel mai mic dintre cele 3 tipuri de ARN, posedând aproximativ 75-95 nucleotide. Arnt sunt o componentă esențială a traducerii, unde funcția lor principală este transferul aminoacizilor în timpul sintezei proteinelor. Prin urmare, ele sunt numite ARN-uri de transfer.

fiecare dintre cei 20 de aminoacizi are un Arnt specific care se leagă de acesta și îl transferă în lanțul polipeptidic în creștere. Arnt acționează, de asemenea, ca adaptoare în traducerea secvenței genetice a ARNm în proteine. Astfel, ele sunt numite și molecule adaptor.Arnt au o structură de trifoi care este stabilizată prin legături puternice de hidrogen între nucleotide. În mod normal, conțin câteva baze neobișnuite în plus față de cele 4 obișnuite, care se formează prin metilarea bazelor obișnuite. Metil guanina și metilcitozina sunt două exemple de baze metilate.

alte tipuri de ARN

dincolo de rolul principal al ARN în sinteza proteinelor, există mai multe varietăți de ARN care sunt implicate în modificarea post-transcripțională, replicarea ADN-ului și reglarea genelor. Unele forme de ARN se găsesc numai în anumite forme de viață, cum ar fi în eucariote sau bacterii.

ARN nuclear mic (snRNA)

snRNA este implicat în procesarea ARN pre-mesager (pre-ARNm) în ARNm Matur. Sunt foarte scurte, cu o lungime medie de numai 150 de nucleotide.

ARN reglatoare

un număr de tipuri de ARN sunt implicate în reglarea expresiei genelor, inclusiv micro ARN (miARN), ARN interferent mic (siARN) și ARN antisens (aRNA).

miARN (21-22 nt) se găsește în eucariote și acționează prin interferența ARN (RNAi). miARN poate descompune ARNm la care este complementar, cu ajutorul enzimelor. Acest lucru poate bloca traducerea ARNm sau poate accelera degradarea acestuia.

siARN (20-25 nt) sunt adesea produse prin descompunerea ARN-ului viral, deși există și surse endogene de siARN. Ele acționează similar cu miARN. Un ARNm poate conține elemente de reglementare în sine, cum ar fi riboswitches, în regiunea netradusă 5′ sau regiunea netradusă 3′; aceste elemente de reglementare cis reglementează activitatea ARNm-ului respectiv.

ARN transfer-mesager (ARNm)

găsit în multe bacterii și plastide. tmRNA etichetează proteinele codificate de ARNm care nu au codoni de oprire pentru degradare și împiedică ribozomul să se oprească din cauza codonului de oprire lipsă.

Ribozimele (enzimele ARN)

ARN-urile sunt cunoscute acum că adoptă structuri terțiare complexe și acționează ca catalizatori biologici. Astfel de enzime ARN sunt cunoscute sub numele de ribozime și prezintă multe dintre caracteristicile unei enzime clasice, cum ar fi un situs activ, un situs de legare pentru un substrat și un situs de legare pentru un cofactor, cum ar fi un ion metalic.

una dintre primele ribozime descoperite a fost Rnaza P, O ribonuclează care este implicată în generarea moleculelor de Arnt din ARN-uri precursoare mai mari. Rnaza P este compusă atât din ARN, cât și din proteine; cu toate acestea, numai partea ARN este catalizatorul.

ARN dublu catenar (dsRNA)

acest tip de ARN are două catene legate între ele, ca și în cazul ADN-ului dublu catenar. dsRNA formează materialul genetic al unor viruși.

lecturi suplimentare

• tot conținutul de ARN
• ce este ARN?
• structura ARN
• sinteza ARN
• descoperirea ARN

scris de

Susha Cheriyedath

Susha are un Bachelor of Science (B.Sc.) diplomă în chimie și Master Of Science (M.Sc) diplomă în biochimie de la Universitatea din Calicut, India. Ea a avut întotdeauna un interes deosebit în știința medicală și de sănătate. Ca parte a masteratului, s-a specializat în biochimie, cu accent pe Microbiologie, Fiziologie, Biotehnologie și nutriție. În timpul liber, îi place să gătească o furtună în bucătărie cu experimentele ei de coacere super-dezordonate.

citări