الرنا الريباسي: ما هذا؟

يعد تخليق البروتين عملية مهمة في جميع الخلايا حقيقية النواة ، حيث يشكل البروتين مكونات هيكلية لكل خلية وهو ضروري للحياة. غالبًا ما يُطلق على البروتين اسم لبنة بناء الخلايا. توجد ثلاثة أشكال رئيسية من الحمض النووي الريبي - الرنا المرسال ، والحمض النووي الريبي المنقول ، والحمض النووي الريبوزي. يتحكم الحمض النووي في جميع أنشطة الخلية ويتم تصنيعه عندما تحتاج الخلية إلى مزيد من البروتين. يتم تغيير أجزاء صغيرة من الحمض النووي إلى RNA من خلال عملية تخليق البروتين.

عندما تتبع الخلية تعليماتها الجينية ، فإنها تنسخ جزءًا من الحمض النووي كجينة لتغييره إلى نيوكليوتيد الحمض النووي الريبي. يختلف الحمض النووي الريبي عن الحمض النووي بطريقتين مختلفتين. تتكون النيوكليوتيدات الموجودة في الحمض النووي الريبي من سكر الريبوز وتسمى ريبونوكليوتيدات. يحتوي الحمض النووي على deoxyribose كمحتوى سكر. يحتوي الحمض النووي الريبي على نفس قواعد الحمض النووي للأدينين والجوانين والسيتوزين ، ولكنه يحتوي على القاعدة أو اليوراسيل بدلاً من الثايمين الموجود في الحمض النووي. تختلف بنية الحمض النووي والحمض النووي الريبي اختلافًا كبيرًا ، حيث أن الحمض النووي هو حلزون مزدوج تقطعت به السبل والحمض النووي الريبي أحادي الجديلة. يمكن أن تطوي سلاسل الحمض النووي الريبي (RNA) إلى مجموعة متنوعة من الأشكال العديدة بنفس الطريقة التي تطوي بها سلسلة البولي ببتيد لتشكيل الشكل النهائي للبروتين.

هناك ثلاثة أنواع رئيسية من الحمض النووي الريبي يتم إنتاجها كجزيئات في نواة الخلايا البشرية والحيوانية. يقع الحمض النووي الريبي أيضًا في سيتوبلازم الخلية. السيتوبلازم في الخلية هو جميع المحتويات الموجودة خارج النواة المحاطة بغشاء الخلية الفردي. الأنواع الثلاثة الرئيسية للحمض النووي الريبي هي الرنا المرسال ، و RNA الناقل و RNA الريبوزومي ، أو الرنا الريباسي. كل نوع من أنواع الحمض النووي الريبي (RNA) الثلاثة له دور مميز في تخليق البروتين للنسخ وفك التشفير وترجمة الشفرة الجينية التي تبدأ بالحمض النووي.

النسخ هو الخطوة الأولى في تخليق البروتين الذي يلعب فيه الرنا المرسال دورًا مهمًا للغاية. إن Messenger RNA غير مستقر ولا يعيش طويلاً في الخلية للتأكد من أن البروتينات تُصنع فقط عند الحاجة إليها لنمو الخلايا أو إصلاحها. النسخ هو عندما يتم تغيير المعلومات الجينية داخل الحمض النووي للخلية إلى رسالة على شكل RNA. تعمل بروتينات عوامل النسخ على فك خيط الحمض النووي لتمكين إنزيم بوليميراز الحمض النووي الريبي من نسخ خيط واحد من الحمض النووي. يتكون الحمض النووي من أربع قواعد نيوكليوتيد من الأدينين والجوانين والسيتوزين والثيمين. يتم دمجها في أزواج من الأدينين بالإضافة إلى الجوانين والسيتوزين بالإضافة إلى الثايمين. عندما يقوم RNA بنسخ الحمض النووي إلى جزيء RNA رسول ، يتزاوج الأدينين مع أزواج اليوراسيل والسيتوزين مع الجوانين. في نهاية عملية النسخ ، يتم نقل الرنا المرسال خارج النواة إلى السيتوبلازم.

التالي هو عملية الترجمة ، التي يلعب خلالها الحمض النووي الريبي الناقل دورًا مهمًا في تخليق البروتين. نقل الحمض النووي الريبي هو أصغر نوع من الحمض النووي الريبي وعادة ما يكون بطول 70 إلى 90 نيوكليوتيد. إنه يترجم الرسالة داخل تسلسل النوكليوتيدات للحمض النووي الريبي المرسال إلى متواليات من الأحماض الأمينية. ترتبط الأحماض الأمينية مع الأحماض الأمينية الأخرى لتكوين البروتينات اللازمة لجميع وظائف الخلايا. تتكون البروتينات من مجموعة من 20 حمض أميني. يكون نقل الحمض النووي الريبي في نفس شكل ورقة البرسيم مع ثلاث حلقات دبوس شعر فيها. يحتوي نقل الحمض النووي الريبي على موقع ارتباط بالأحماض الأمينية على أحد طرفيه وقسم في الحلقة الوسطى يسمى موقع anticodon. يتعرف موقع anticodon على الكودونات الموجودة على الرنا المرسال. يحتوي الكودون على ثلاث قواعد نيوكليوتيد مستمرة تخلق حمضًا أمينيًا وتشير إلى نهاية عملية الترجمة. يقوم نقل الحمض النووي الريبي والريبوسومات بقراءة أكواد الحمض النووي الريبي المرسال لإنتاج سلسلة بولي ببتيد ، والتي تخضع لعدة تغييرات قبل أن تصبح بروتينًا يعمل بكامل طاقته.

RNA Ribosomal RNA (أو الرنا الريباسي) له وظيفة محددة. تتكون الريبوسومات من بروتينات الريبوسوم و RNA الريبوسوم. يشكل RNA الريبوسوم حوالي 60٪ من كتلة الريبوسوم. تتكون عادةً من وحدة فرعية كبيرة ووحدة فرعية صغيرة. يتم تصنيع الوحدات الفرعية في النواة بواسطة النواة. الريبوسومات فريدة من نوعها بطبيعتها ، لأنها تحتوي على موقع ربط لـ RNA الرسول وموقعين للربط لنقل الحمض النووي الريبي في موقع RNA في الوحدة الفرعية الريبوسومية الكبيرة. ترتبط وحدة فرعية ريبوزومية صغيرة بجزيء مرسال RNA وفي نفس الوقت تقوم البادئ بنقل الحمض النووي الريبي يتعرف الجزيء على تسلسل كودون معين ويرتبط به على نفس جزيء RNA الريبوزومي أثناء ترجمة. بعد ذلك ، تشتمل وظيفة الرنا الريباسي على وحدة فرعية ريبوسومية كبيرة تنضم إلى المركب المتشكل حديثًا ثم كلتا الوحدتين الفرعيتين الريبوزومية يسافرون على طول جزيء الحمض النووي الريبي المرسال أثناء قيامهم بترجمة الكودونات في سلسلة البولي ببتيد بأكملها أثناء مرورهم معهم. ينشئ RNA الريبوسوم الروابط الببتيدية بين الأحماض الأمينية في سلسلة البولي ببتيد. عندما يتم الوصول إلى كودون الإنهاء على جزيء الرنا المرسال ، ستنتهي عملية الترجمة وسيتم إطلاق سلسلة البولي ببتيد من جزيء RNA الناقل ، وفي ذلك الوقت ينقسم الريبوسوم مرة أخرى إلى وحدات فرعية كبيرة وصغيرة كما كانت في بداية الترجمة مرحلة.

يمكن أن تحدث عملية تحويل الحمض النووي إلى الحمض النووي الريبي ومنتج البروتينات بسرعة مذهلة. يتم إطلاق RNA على الفور تقريبًا عندما ينفصل عن حبلا DNA. بهذه الطريقة ، يمكن صنع العديد من نسخ الحمض النووي الريبي من نفس الجين بالضبط في فترة زمنية قصيرة. يمكن البدء في تركيب جزيئات RNA إضافية قبل اكتمال أول RNA حتى يتمكن من إنتاج RNA بسرعة. عندما تتبع جزيئات الحمض النووي الريبي بعضها البعض عن كثب ، يمكن لكل منها تحريك حوالي 20 نيوكليوتيدًا في الثانية في البشر والحيوانات. يمكن أن تحدث أكثر من 1000 عملية نسخ في غضون ساعة من جين واحد.

يعد استنفاد الحمض النووي الريبوزي من أكثر المكونات وفرة في الحمض النووي الريبي ، حيث يشتمل على غالبية أكثر من 80 إلى 90 في المائة من إجمالي الحمض النووي الريبي في الخلية. نضوب الحمض النووي الريبوزي هو عندما يتم إزالة الرنا الريباسي جزئيًا من عينة كاملة من الحمض النووي الريبي وذلك من أجل دراسة تفاعل تسلسل الحمض النووي الريبي بشكل أفضل للتركيز على الجزأين الآخرين من عينة الحمض النووي الريبي في النسخ.

هناك ثلاثة أنواع إضافية من الحمض النووي الريبي يمكن إنتاجها في الخلايا. وظيفة الحمض النووي الريبي النووي الصغيرة في مجموعة متنوعة من عمليات النواة مثل تضفير الحمض النووي الريبي ما قبل الرسول. عمليات الحمض النووي الريبي الصغيرة وتعديل كيميائي الحمض النووي الريبي. تعمل الأنواع الأخرى من الحمض النووي الريبي غير المشفرة على العمل في العمليات الخلوية مثل التيلومير تخليق ، تعطيل الكروموسوم X ونقل البروتينات إلى الشبكة الإندوبلازمية لخلية جيدة صحة.

يحتوي فيروس الحمض النووي الريبي على لب من المادة الجينية التي يتم الحصول عليها من الحمض النووي للخلية. عادة ما تحتوي على قفيصة واقية من البروتين ومغلف دهني لمزيد من الحماية. يرتبط فيروس RNA بالخلية المضيفة ، ويخترقها ، ويعيد إنتاج المادة الوراثية ويخلق القفيصة الواقية ثم يخرج من الخلية. تقوم فيروسات الحمض النووي الريبي بتخزين المادة الجينية من الحمض النووي الريبي وليس الحمض النووي.

تخزن جميع الخلايا السليمة المواد الجينية في الحمض النووي. يستخدم الحمض النووي الريبي فقط عندما يتم نسخ الحمض النووي لتشكيل الحمض النووي الريبي وتوليف البروتينات التي تحتاجها الخلية السليمة لتعيش. الحمض النووي أكثر استقرارًا من الحمض النووي الريبي ، لذلك يرتكب الحمض النووي القليل جدًا من الأخطاء عندما تنقسم الخلايا ، ولكن يمكن أن يؤدي عدم استقرار الحمض النووي الريبي (RNA) وتكرارها إلى ارتكاب العديد من الأخطاء ، ويمكنه أيضًا التفاعل مع نفسه للتكاثر فيروس. يمكن أن يرتكب الحمض النووي الريبي خطأً واحدًا يزيد عن 10000 نيوكليوتيد في كل مرة يتم نسخها. كما أنه أقل قدرة على تصحيح الأخطاء الجينية من الحمض النووي. عندما يتعلم جهاز المناعة التعرف على الفيروس ، فإنه يشكل أجسامًا مضادة لمحاربة الفيروس. يمكن للفيروسات أن تتحور حتى لا يتمكن الجهاز المناعي من التعرف عليها ومن ثم يمكن أن تتكاثر. يسمح هذا لفيروسات الحمض النووي الريبي بالانتشار بسرعة أكبر بكثير من فيروسات الحمض النووي.

يمكن للفيروس الذي ينجو أن يتكاثر في خلايا جديدة من خلال تسلسل الحمض النووي الريبي وينتج عنه آلاف الخلايا التي يستنسخها والتي تحتوي على الفيروس. تتطور فيروسات الحمض النووي الريبي بشكل أسرع من أي كائن حي حقيقي. ارتفاع معدلات تحور الخلايا المصابة بفيروس الرنا لا يهدد بقاء الفيروس.

يوجد نوعان من فيروسات RNA. قد تكون مفردة تقطعت بهم السبل أو محسوسة أو مقترنة كخيوط مضادة للحساسية. يتعين على فيروسات الرنا المضاد المزدوج الشريطة أن تتغير أولاً وأن تترجم نفسها إلى الحمض النووي الريبي ذي الإحساس الفردي. هذا يسمح للخلية المضيفة أن تكون في شكل يمكن للريبوسومات قراءته. يحافظ فيروس الأنفلونزا أ على الإنزيمات اللازمة بالقرب من نواة الحمض النووي للفيروس. عندما يتحول من مضاد للحساسية إلى RNA حاسة ، يمكن بعد ذلك قراءته بواسطة الريبوسومات في الخلية لبناء بروتينات فيروسية وتكرارها.

تقوم بعض فيروسات الحمض النووي الريبي بتخزين معلوماتها في خيط إحساس بحيث يمكن قراءتها مباشرة بواسطة ريبوسومات الخلية وتعمل مثل الرنا المرسال العادي. في هذه الحالة ، تقوم الريبوسومات بتجميع نسخة الحمض النووي الريبي وإنشاء خلية فيروسية مضادة للحساسية حتى تتمكن من ذلك استخدمه كقالب لتجميع المزيد من الحمض النووي الريبي الفيروسي جنبًا إلى جنب مع البروتينات الضرورية للخلايا حي. يعد التهاب الكبد الوبائي من أكثر الفيروسات المميتة من هذا النوع.

أمثلة الفيروسات القهقرية هي فيروس نقص المناعة البشرية والإيدز. إنهم يخزنون مادتهم الجينية في شكل RNA لكنهم يستخدمون إنزيم النسخ العكسي لتحويل RNA إلى DNA في الخلية المصابة. يسمح هذا بإجراء العديد من النسخ في الخلايا المضيفة حتى يتمكن الفيروس من إصابة كمية كبيرة من الخلايا بسرعة.

فيروسات كورونا هي فيروسات الحمض النووي الريبي أيضًا. وهي تصيب في المقام الأول الجهاز التنفسي والجهاز الهضمي العلوي عند البشر. يعد فيروس سارس - CoV فيروسًا خطيرًا يصيب الجهاز التنفسي العلوي وكذلك الجهاز التنفسي السفلي ويشمل أيضًا الضائقة المعدية المعوية. تشكل فيروسات كورونا نسبة كبيرة من جميع حالات نزلات البرد. فيروسات الأنف هي السبب الرئيسي لنزلات البرد. يمكن أن تؤدي فيروسات كونرونا إلى الالتهاب الرئوي أيضًا.

السارس هو متلازمة تنفسية حادة وخيمة ويحتوي على جينات RNA التي تتحور ببطء شديد. ينتقل السارس عن طريق الرذاذ التنفسي في الهواء من العطس أو السعال لإصابة الآخرين.

اشتهرت عدوى نوروفيروس بظهورها على متن السفن السياحية وتسمى فيروسات نورووك الشبيهة. هذه تسبب التهاب المعدة والأمعاء وينتشر من شخص إلى آخر عن طريق البراز الفموي. إذا كان الشخص المصاب يعمل في المطبخ ، فيمكنه تلويث الطعام عن طريق الإصابة بالفيروس على أيديهم وعدم ارتداء القفازات.