Περιεχόμενο
- Τι είναι το RNA;
- RNAs Τέσσερις αζωτούχες βάσεις
- Σύνθεση mRNA και tRNA
- Λειτουργία του mRNA
- Λειτουργία του tRNA
- Η μετάφραση επέρχεται στα ριβοσώματα
Το ριβονουκλεϊνικό οξύ (RNA) είναι μια χημική ένωση που υπάρχει μέσα στα κύτταρα και τους ιούς. Στα κύτταρα, μπορεί να χωριστεί σε τρεις κατηγορίες: Ribosomal (rRNA), Messenger (mRNA) και μεταφορά (tRNA).Αν και και οι τρεις τύποι RNA μπορούν να βρεθούν στα ριβοσώματα, τα πρωτεϊνικά εργοστάσια των κυττάρων, το άρθρο αυτό επικεντρώνεται στα τελευταία δύο, τα οποία βρίσκονται όχι μόνο μέσα σε ριβοσώματα, αλλά υπάρχουν ελεύθερα στον πυρήνα των κυττάρων (σε κύτταρα που έχουν πυρήνες) το κυτταρόπλασμα, το κύριο διαμέρισμα κυττάρου μεταξύ του πυρήνα και της κυτταρικής μεμβράνης. Οι τρεις τύποι RNA, ωστόσο, συνεργάζονται.
Τι είναι το RNA;
Το mRNA και tRNA υπάρχουν σε αλυσίδες που αποτελούνται από δομικά στοιχεία που ονομάζονται νουκλεοτίδια RNA. Κάθε ένα από αυτά τα δομικά νουκλεοτίδια αποτελείται από ένα σάκχαρο που ονομάζεται ριβόζη, μια χημική ομάδα υψηλής ενέργειας που ονομάζεται φωσφορικό άλας και μία από τις τέσσερις πιθανές "αζωτούχες βάσεις" - δακτυλιοειδείς ή διπλού δακτυλίου δομές των οποίων το υπόβαθρο είναι χτισμένο όχι μόνο από άτομα άνθρακα από πολλά άτομα αζώτου επίσης (βλέπε σχήμα). Τα νουκλεοτίδια συνδέονται μεταξύ τους μέσω των ομάδων φωσφορικών και σακχάρων, τα οποία σχηματίζουν μια "ραχοκοκαλιά" στην οποία συνδέονται οι αζωτούχες βάσεις, μία για κάθε ζάχαρη ριβόζης.
RNAs Τέσσερις αζωτούχες βάσεις
Στις περισσότερες περιπτώσεις, τέσσερις βάσεις βρίσκονται στο RNA. Δύο από αυτές, η αδενίνη (Α) και η γουανίνη (G), περιέχουν δύο χημικούς δακτυλίους και ονομάζονται πουρίνες. Τα άλλα δύο, που το καθένα περιέχει ένα χημικό δακτύλιο, είναι κυτοσίνη (C) και ουρακίλη (U) και ονομάζονται πυριμιδίνες.
Σύνθεση mRNA και tRNA
Το mRNA και το tRNA συντίθενται μέσω διαδικασιών που ονομάζονται "ζευγαρώματα βάσεων" και "μεταγραφή", όπου τοποθετείται μια αλυσίδα RNA, παράλληλα με έναν κλώνο δεσοξυριβονουκλεϊνικού οξέος (DNA). Στα βακτήρια και τα αρχαία, δύο από τις τρεις μεγάλες διαιρέσεις της ζωής στη Γη, η σύνθεση του RNA λαμβάνει χώρα κατά μήκος ενός απλού χρωμοσώματος (και οργανωμένης δομής αποτελούμενης από ένα κλώνο DNA και διαφόρων πρωτεϊνών). Στον άλλο τομέα της ζωής, ευκαρυά, η σύνθεση του RNA λαμβάνει χώρα μέσα στον πυρήνα, όπου το DNA είναι συσκευασμένο μέσα σε ένα ή περισσότερα χρωμοσώματα. Τόσο το mRNA όσο και το tRNA περιέχουν πληροφορίες με τη μορφή ειδικών αλληλουχιών των τεσσάρων πιθανών βάσεων σε κάθε ένα από τα νουκλεοτίδια τους. Αυτές οι αλληλουχίες, με τη σειρά τους, συντίθενται με βάση την αλληλουχία των νουκλεοτιδίων στο DNA, συγκεκριμένα το τμήμα του ϋΝΑ (που ονομάζεται γονίδιο) το οποίο χρησιμοποιήθηκε για τη σύνθεση του κλώνου RNA κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ζευγαρώματος βάσης.
Λειτουργία του mRNA
Κάθε μόριο ή αλυσίδα του mRNA φέρει οδηγίες σχετικά με τον τρόπο σύνδεσης πολλών "αμινοξέων" σε μια πεπτιδική αλυσίδα, η οποία γίνεται πρωτεΐνη. Με τον ίδιο τρόπο που τα νουκλεοτίδια αποτελούν δομικά στοιχεία για το RNA, τα αμινοξέα αποτελούν δομικά στοιχεία των πρωτεϊνών. Η εξέλιξη έχει παραγάγει έναν "γενετικό κώδικα" όπου κάθε μία από τις 20 αμινοξικές ζωές κωδικοποιείται από μια σειρά τριών αζωτούχων βάσεων σε νουκλεοτίδια RNA. Έτσι, κάθε τριπλέτα νουκλεοτιδίων RNA αντιστοιχεί σε ένα αμινοξύ και η αλληλουχία των νουκλεοτιδίων υπαγορεύει την αλληλουχία των αμινοξέων που θα συνδεθούν στην πεπτιδική αλυσίδα που δημιουργεί μια πρωτεΐνη. Ενώ σε μερικές περιπτώσεις ένα αμινοξύ μπορεί να αντιπροσωπεύεται από πολλαπλές νουκλεοτιδικές τριπλέτες, που καλούνται κωδικόνια, κάθε κωδικόνιο στο RNA αντιπροσωπεύει μόνο ένα αμινοξύ. Για το λόγο αυτό, ο γενετικός κώδικας λέγεται ότι είναι "εκφυλισμένος".
Λειτουργία του tRNA
Ενώ το mRNA περιέχει το "" για το πώς να αλληλουχίες αμινοξέα σε μια αλυσίδα, tRNA είναι ο πραγματικός μεταφραστής. Είναι δυνατή η μετάφραση της γλώσσας του RNA στη γλώσσα της πρωτεΐνης, επειδή υπάρχουν πολλές μορφές tRNA, το καθένα αντιπροσωπεύει ένα αμινοξύ (μπλοκ πρωτεϊνών) και είναι ικανό να συνδεθεί με ένα κωδικόνιο RNA. Έτσι, για παράδειγμα, το μόριο tRNA για το αμινοξύ αλανίνη έχει μια περιοχή ή θέση δέσμευσης για την αλανίνη και μια άλλη θέση δέσμευσης για τα τρία RNA νουκλεοτίδια, το κωδικόνιο, για την αλανίνη.
Η μετάφραση επέρχεται στα ριβοσώματα
Η διαδικασία της μετάφρασης των αλληλουχιών κωδικώνων RNA σε αλληλουχίες αμινοξέων και έτσι σε συγκεκριμένες πρωτεΐνες στην πραγματικότητα ονομάζεται "μετάφραση". Εμφανίζεται σε ριβοσώματα, τα οποία κατασκευάζονται από rRNA και μια ποικιλία πρωτεϊνών. Κατά τη διάρκεια της μετάφρασης, ένας κλώνος mRNA περνάει μέσα από ένα ριβόσωμα, όπως μια ταινία κασέτας παλιάς μόδας που κινείται μέσα από έναν αναγνώστη μαγνητοταινίας. Καθώς το mRNA μετακινείται, μόρια tRNA που φέρουν το κατάλληλο αμινοξύ δεσμεύονται με το κωδικόνιο RNA με το οποίο ταιριάζουν και η αλληλουχία των αμινοξέων συνενώνεται.