Hvorfor kan en celle lave masser af rRNA, men kun en kopi af DNA?

Hver levende celle indeholder DNA lavet af fire byggesten kaldet nukleotider. Sekvensen af ​​nukleotider staver gener, der koder for de proteiner og RNA, som celler har brug for for at vokse og reproducere sig selv. Hver DNA-streng opretholdes som en enkelt kopi pr. Celle, mens generne på et kromosom ofte transkriberes i mange kopier af RNA.

Celler har brug for tre hovedtyper af RNA for at udføre deres biologiske funktioner: mRNA, tRNA og rRNA. Den type, der fungerer som en skabelon til fremstilling af protein, er mRNA, mens tRNA og rRNA hjælper med proteinsyntese. De cellulære maskiner, der syntetiserer proteiner, kaldes ribosomer, og disse er store komplekser, der består af flere forskellige rRNA-molekyler og mere end 50 proteiner. Når et mRNA-molekyle kombineres med et ribosom, matcher tRNA mRNA-skabelonen med de aminosyrer, der udgør et protein. Opgaven med rRNA er at hjælpe med den kemiske reaktion ved at skabe bindinger mellem aminosyrer.

En typisk dyrecelle indeholder i gennemsnit 8 til 10 milliarder proteinmolekyler. Hvert protein skal syntetiseres på et ribosom, så det er klart, at der kræves et stort antal ribosomer. En hurtig delende celle kan have op til 10 millioner ribosomer.

Ribosomer har to dele, kaldet underenheder, der kommer sammen omkring et mRNA-molekyle for at syntetisere et protein. De mere end 50 proteiner i et ribosom giver ribosomet dets form og struktur. Disse proteiner er organiseret omkring fire store rRNA-molekyler, der også giver ribosomstrukturen og hjælper med at katalysere den kemiske reaktion ved sammenføjning af to aminosyrer. Ribosomer er konstrueret i cellekernen, hvor DNA er placeret. Inden i kernen transkriberes rRNA fra DNA og behandles til fragmenter, der inkorporeres sammen med protein for at danne ribosomer. De næsten afsluttede ribosomer eksporteres fra kernen til celleens cytoplasma, hvor deres samling er færdig, og de kan derefter begynde at oversætte mRNA til protein.

Så meget rRNA er nødvendigt for at fremstille de op til 10 millioner ribosomer, der kræves af en celle, at rRNA-gener gentages i tandem på en head-to-tail måde på DNA. Der er i alt ca. 100 kopier af de vigtigste rRNA-gener i DNA'et fra en typisk dyrecelle. Disse tandem gentagne gener er nødvendige for at imødekomme den store efterspørgsel efter ribosomer. Men selv med 100 kopier af disse gener skal celler stadig transkribere mange kopier af rRNA for at producere antallet af krævede ribosomer. Dette er grunden til, at der er mange kopier af rRNA for hver enkelt kopi af et rRNA-gen pr. Celle.