لماذا قد تصنع الخلية الكثير من الرنا الريباسي ولكن نسخة واحدة فقط من الحمض النووي؟

تحتوي كل خلية حية على حمض نووي مكون من أربع كتل بناء تسمى نيوكليوتيدات. يوضح تسلسل النيوكليوتيدات الجينات التي ترمز للبروتينات و RNA التي تحتاجها الخلايا لتنمو وتتكاثر. يتم الاحتفاظ بكل خيط من الحمض النووي كنسخة واحدة لكل خلية ، بينما غالبًا ما يتم نسخ الجينات الموجودة على الكروموسوم إلى العديد من نسخ الحمض النووي الريبي.

تحتاج الخلايا إلى ثلاثة أنواع رئيسية من RNA لأداء وظائفها البيولوجية: mRNA و tRNA و rRNA. النوع الذي يعمل كقالب لصنع البروتين هو mRNA ، بينما يساعد tRNA و rRNA في تخليق البروتين. تسمى الآلات الخلوية التي تصنع البروتينات الريبوسومات ، وهي مجمعات كبيرة تتكون من عدة جزيئات مختلفة من الرنا الريباسي وأكثر من 50 بروتينًا. عندما يتحد جزيء mRNA مع الريبوسوم ، فإن الحمض الريبي النووي النقال (tRNA) يطابق قالب mRNA مع الأحماض الأمينية التي تشكل البروتين. وظيفة الرنا الريباسي هي المساعدة في التفاعل الكيميائي لعمل روابط بين الأحماض الأمينية.

تحتوي الخلية الحيوانية النموذجية على 8 إلى 10 مليارات جزيء بروتين في المتوسط. يجب تصنيع كل بروتين على الريبوسوم ، لذلك من الواضح أن هناك حاجة لعدد كبير من الريبوسومات. قد تحتوي الخلية سريعة الانقسام على ما يصل إلى 10 ملايين ريبوسوم.

تتكون الريبوسومات من جزأين ، يسميان الوحدات الفرعية ، يجتمعان معًا حول جزيء mRNA لتكوين بروتين. أكثر من 50 بروتينًا في الريبوسوم تعطي الريبوسوم شكله وهيكله. يتم تنظيم هذه البروتينات حول أربعة جزيئات كبيرة من الرنا الريباسي ، والتي تعطي أيضًا بنية الريبوسوم وتساعد على تحفيز التفاعل الكيميائي للانضمام إلى اثنين من الأحماض الأمينية. يتم بناء الريبوسومات في نواة الخلية ، حيث يوجد الحمض النووي. داخل النواة ، يتم نسخ الرنا الريباسي من الحمض النووي ومعالجته إلى أجزاء يتم دمجها مع البروتين لتشكيل الريبوسومات. يتم تصدير الريبوسومات شبه المكتملة من النواة إلى سيتوبلازم الخلية حيث ينتهي تجميعها ويمكنهم بعد ذلك البدء في ترجمة mRNA إلى بروتين.

هناك حاجة إلى الكثير من الرنا الريباسي لتكوين ما يصل إلى 10 ملايين ريبوسوم التي تحتاجها الخلية بحيث تتكرر جينات الرنا الريباسي جنبًا إلى جنب بطريقة مباشرة على الحمض النووي. يوجد ما مجموعه حوالي 100 نسخة من جينات الرنا الريباسي الرئيسية في الحمض النووي لخلية حيوانية نموذجية. هذه الجينات المتكررة بالترادف ضرورية لتلبية الطلب الكبير على الريبوسومات. ولكن حتى مع وجود 100 نسخة من هذه الجينات ، لا يزال يتعين على الخلايا نسخ عدد كبير جدًا من نسخ الرنا الريباسي لإنتاج العدد المطلوب من الريبوسومات. هذا هو السبب في وجود العديد من نسخ الرنا الريباسي لكل نسخة واحدة من جين الرنا الريباسي لكل خلية.