Každá živá buňka obsahuje DNA ze čtyř stavebních bloků nazývaných nukleotidy. Sekvence nukleotidů vysvětluje geny, které kódují proteiny a RNA, které buňky potřebují pro svůj růst a reprodukci. Každé vlákno DNA je udržováno jako jedna kopie na buňku, zatímco geny nalezené na chromozomu jsou často přepisovány do mnoha kopií RNA.
Tři hlavní typy RNA
Buňky potřebují k provedení svých biologických funkcí tři hlavní typy RNA: mRNA, tRNA a rRNA. Typ, který slouží jako templát pro výrobu proteinu, je mRNA, zatímco tRNA a rRNA pomáhají při syntéze proteinů. Buněčné stroje, které syntetizují proteiny, se nazývají ribozomy a jedná se o velké komplexy složené z několika různých molekul rRNA a více než 50 proteinů. Když se molekula mRNA kombinuje s ribozomem, tRNA odpovídá templátu mRNA s aminokyselinami, které tvoří protein. Úkolem rRNA je pomoci s chemickou reakcí vytváření vazeb mezi aminokyselinami.
Buňky obsahují mnoho ribozomů
Typická zvířecí buňka obsahuje v průměru 8 až 10 miliard molekul bílkovin. Každý protein musí být syntetizován na ribozomu, takže je zjevně zapotřebí velké množství ribozomů. Rychle se dělící buňka může mít až 10 milionů ribozomů.
Ribozomy obsahují rRNA
Ribozomy mají dvě části, nazývané podjednotky, které se spojují kolem molekuly mRNA za účelem syntézy proteinu. Více než 50 proteinů v ribozomu dává ribozomu jeho tvar a strukturu. Tyto proteiny jsou uspořádány kolem čtyř velkých molekul rRNA, které také dávají strukturu ribozomu a pomáhají katalyzovat chemickou reakci spojující dvě aminokyseliny. Ribozomy jsou konstruovány v jádru buňky, kde se nachází DNA. V jádru je rRNA transkribována z DNA a zpracována na fragmenty, které jsou inkorporovány spolu s proteinem za vzniku ribozomů. Téměř dokončené ribozomy jsou exportovány z jádra do cytoplazmy buňky, kde je jejich sestavení dokončeno, a mohou poté zahájit translaci mRNA na protein.
Přepis rRNA
K výrobě až 10 milionů ribozomů požadovaných buňkou je zapotřebí tolik rRNA, aby se geny rRNA opakovaly v tandemu způsobem DNA od hlavy k patě. V DNA typické zvířecí buňky je celkem asi 100 kopií hlavních genů rRNA. Tyto tandemově opakované geny jsou potřebné k uspokojení velké poptávky po ribozomech. Ale i při 100 kopiích těchto genů musí buňky stále přepisovat mnoho kopií rRNA, aby produkovaly počet požadovaných ribozomů. To je důvod, proč existuje mnoho kopií rRNA pro každou jednu kopii genu rRNA na buňku.