Ribonukleinsyre (RNA) er en kemisk forbindelse, der findes i celler og vira. I celler kan den opdeles i tre kategorier: Ribosomal (rRNA), Messenger (mRNA) og Transfer (tRNA). Mens alle tre typer RNA kan findes i ribosomer, proteinfabrikkerne i celler, fokuserer denne artikel på de to sidstnævnte, som ikke kun findes inden for ribosomer, men findes frit i cellekernen (i celler, der har kerner) og i cytoplasmaet, det vigtigste celleområde mellem kernen og cellen membran. De tre typer RNA fungerer dog sammen.
Hvad er RNA?
mRNA og tRNA findes i kæder, der består af byggesten kaldet RNA-nukleotider. Hver af disse bygningsnukleotider består af et sukker kaldet ribose, en højenergisk kemisk gruppe kaldet fosfat og en af fire mulige "nitrogenholdige baser" ringede eller dobbeltringede strukturer, hvis baggrund ikke kun er bygget af kulstofatomer, men også af mange nitrogenatomer (se figur). Nukleotider forbinder hinanden ved hjælp af phosphat- og sukkergrupperne, som danner en "rygrad", hvortil de nitrogenholdige baser er bundet, en for hvert ribosesukker.
RNAs fire kvælstofbaser
I de fleste tilfælde findes fire baser i RNA. To af disse, adenin (A) og guanin (G), indeholder to kemiske ringe og kaldes puriner. De to andre, der hver indeholder en kemisk ring, er cytosin (C) og uracil (U), og de kaldes pyrimidiner.
Syntese af mRNA og tRNA
mRNA og tRNA syntetiseres gennem processer kaldet "baseparring" og "transkription", hvor en kæde af RNA er lagt ned sammen med en streng af deoxyribonukleinsyre (DNA). I bakterier og arkæer, to af de tre store dele af livet på Jorden, finder RNA-syntese sted langs et enkelt kromosom (og organiseret struktur bestående af en streng af DNA og forskellige proteiner). I den anden livsdeling, eukarya, finder RNA-syntese sted i kernen, hvor DNA pakkes i en af flere kromosomer. Både mRNA og tRNA indeholder information i form af specifikke sekvenser af de fire mulige baser i hver af deres nukleotider. Disse sekvenser syntetiseres til gengæld baseret på sekvensen af nukleotider i DNA, specifikt sektion af DNA (kaldet genet), der blev brugt til at syntetisere RNA-strengen under baseparringen behandle.
Funktion af mRNA
Hvert molekyle eller kæde af mRNA bærer instruktioner om, hvordan man forbinder flere "aminosyrer" til en peptidkæde, som bliver et protein. På samme måde som nukleotider er byggesten for RNA, er aminosyrer byggesten for proteiner. Evolution har produceret en "genetisk kode", hvor hver af livets 20 aminosyrer er kodet for af en række på tre nitrogenholdige baser i RNA-nukleotider. Således svarer hver triplet af RNA-nukleotider til en aminosyre og sekvensen af nukleotider dikterer sekvensen af aminosyrer, der vil være bundet til peptidkæden, der danner et protein. Mens i nogle tilfælde en aminosyre kan repræsenteres af flere nukleotidtripletter, kaldet kodoner, repræsenterer hver kodon på RNA kun en aminosyre. Af denne grund siges den genetiske kode at være "degenereret."
Funktion af tRNA
Mens mRNA indeholder "beskeden" om, hvordan aminosyrer sekventeres i en kæde, er tRNA den egentlige oversætter. Oversættelse af RNA-sproget til proteinets sprog er muligt, fordi der er mange former af tRNA, der hver repræsenterer en aminosyre (proteinbyggesten) og er i stand til at forbinde med et RNA codon. Således har f.eks. TRNA-molekylet for aminosyren alanin et område eller bindingssted for alanin og et andet bindingssted for de tre RNA-nukleotider, kodonen, for alanin.
Oversættelse forekommer i ribosomer
Processen med at oversætte RNA-codonsekvenser til aminosyresekvenser og dermed til specifikke proteiner kaldes faktisk "oversættelse". Det forekommer i ribosomer, som er lavet af rRNA og en række forskellige proteiner. Under translation passerer en streng af mRNA gennem et ribosom, som et gammeldags kassettebånd, der bevæger sig gennem en båndlæser. Når mRNA bevæger sig igennem, binder tRNA-molekyler, der bærer den passende aminosyre, til det RNA-codon, som de matches med, og aminosyresekvensen sættes sammen.