Proteinsyntese er en vigtig proces i alle eukaryote celler, da proteinet danner strukturelle komponenter i hver celle og er essentielt for livet. Protein kaldes ofte byggestenen for celler. Tre hovedformer af RNA findes - messenger-RNA, transfer-RNA og ribosomalt RNA. DNA'et styrer alle cellens aktiviteter, og det syntetiseres, når cellen har brug for mere protein. Små bits DNA ændres til RNA gennem proteinsyntese.
Er RNA lavet af DNA?
Når en celle følger dens genetiske instruktioner, kopierer den en del af DNA'et som et gen for at ændre det til et RNA-nukleotid. RNA adskiller sig fra DNA på to forskellige måder. Nukleotiderne i RNA er lavet af sukkerribosen og kaldes ribonukleotider. DNA har deoxyribose som sukkerindhold. RNA har de samme baser som DNA fra adenin, guanin og cytosin, men det har basen eller uracil i stedet for thyminen, der er i DNA. Strukturen af DNA og RNA er meget forskellige, da DNA er en dobbeltstrenget helix og RNA er enkeltstrenget. RNA-kæder kan folde sig i en lang række forskellige former på samme måde, som en polypeptidkæde foldes op for at danne et proteins endelige form.
Hvor mange hovedtyper af RNA er der?
Der er tre hovedtyper af RNA, der produceres som molekyler i kernen af humane og dyre celler. RNA er også placeret i cytoplasmaet i en celle. En celles cytoplasma er alt indholdet uden for kernen, der er omsluttet af den individuelle cellemembran. De tre hovedtyper af RNA er messenger-RNA, transfer-RNA og ribosomalt RNA eller rRNA. Hver af de tre typer RNA har en særskilt rolle i proteinsyntese af transkription, afkodning og translation af den genetiske kode, der begynder med DNA.
Hvad er processen med proteinsyntese?
Transkription er det første trin i proteinsyntese, hvor messenger-RNA spiller en meget vigtig rolle. Messenger RNA er ustabil og lever ikke længe i en celle for at sikre, at proteiner kun fremstilles, når de er nødvendige til vækst eller reparation af celler. Transkription er, når den genetiske information inden i DNA'en i en celle ændres til en besked i form af RNA. Proteiner fra transkriptionsfaktorer afvikler DNA-strengen for at sætte enzymet RNA-polymerase i stand til at transkribere en enkelt DNA-streng. DNA er lavet af fire nukleotidbaser af adenin, guanin, cytosin og thymin. De kombineres i par adenin plus guanin og cytosin plus thymin. Når RNA transkriberer DNA'et til et messenger-RNA-molekyle, parres adeninet med uracil og cytosin med guanin. Ved afslutningen af transkriptionsprocessen transporteres messenger-RNA ud af kernen og ind i cytoplasmaet.
Dernæst er oversættelsesprocessen, hvor transfer RNA spiller en vigtig rolle i proteinsyntese. Overførsels-RNA er den mindste type RNA og har normalt en længde på ca. 70 til 90 nukleotider. Det oversætter meddelelsen inden for nukleotidsekvenserne af messenger-RNA'et til sekvenser af aminosyrer. Aminosyrer binder sammen med andre aminosyrer for at danne proteiner, som er nødvendige for alle cellefunktioner. Proteiner dannes af et sæt på 20 aminosyrer. Overførsels-RNA er i samme form som et kløverblad med tre hårnålesløjfer i. Transfer RNA har et aminosyrebindingssted i den ene ende af det og et afsnit i den midterste sløjfe, der kaldes anticodon-stedet. Anticodon-stedet genkender kodonerne på messenger-RNA'et. Et codon har tre kontinuerlige nukleotidbaser, der skaber en aminosyre og signalerer afslutningen på translationsprocessen. Overførsels-RNA og ribosomerne læser messenger-RNA-kodonerne for at producere en polypeptidkæde, som gennemgår flere ændringer, før det kan blive et fuldt fungerende protein.
Ribosomalt RNA (eller rRNA) har en specifik funktion. Ribosomer er lavet af ribosomale proteiner og ribosomalt RNA. Ribosomalt RNA udgør ca. 60 procent af ribosomens masse. De er normalt sammensat af en stor underenhed og en lille underenhed. Underenhederne syntetiseres i kernen af nucleolus. Ribosomer er unikke i naturen, da de indeholder et bindingssted for messenger-RNA'et og to bindingssteder til overførsel af RNA i RNA-placeringen i den store ribosomale underenhed. En lille ribosomal underenhed binder sig til et messenger-RNA-molekyle og samtidig en initiatoroverførsels-RNA molekyle genkender og binder til en bestemt codonsekvens på det samme ribosomale RNA-molekyle under oversættelse. Dernæst inkluderer rRNA-funktionen en stor ribosomal underenhed, der slutter sig til det nydannede kompleks, så begge ribosomale underenheder rejse langs messenger-RNA-molekylet, når de oversætter kodonerne i hele polypeptidkæden, når de passerer dem. Ribosomalt RNA skaber peptidbindingerne mellem aminosyrer i polypeptidkæden. Når et termineringskodon nås på messenger-RNA-molekylet, slutter translationsprocessen, og polypeptidkæden frigøres fra overførsels-RNA-molekylet, på hvilket tidspunkt ribosomet splittes tilbage i de store og små underenheder, som de var i begyndelsen af oversættelsen fase.
Hvor lang tid tager processen med proteinsyntese?
Processen med DNA til RNA og produktet af proteiner kan ske med en utrolig hurtig hastighed. RNA frigives næsten øjeblikkeligt, når det adskilles fra DNA-strengen. På denne måde kan mange RNA-kopier fremstilles fra det nøjagtige samme gen på kort tid. Syntese af yderligere RNA-molekyler kan startes, før det første RNA er afsluttet, så det hurtigt kan producere RNA. Når RNA-molekylerne følger hinanden tæt, kan de hver bevæge sig omkring 20 nukleotider i sekundet hos mennesker og dyr. Over 1.000 transkriptioner kan forekomme i løbet af en time fra et enkelt gen.
Hvad er rRNA udtømning?
Ribosomal RNA-udtømning er den mest udbredte komponent i RNA, da den udgør størstedelen af over 80 til 90 procent af den samlede RNA i en celle. Ribosomal RNA-udtømning er, når rRNA delvist fjernes fra en hel RNA-prøve for at bedre undersøge RNA - sekventeringsreaktionen for at fokusere på de to andre dele af en RNA - prøve i transkription.
Hvad er de andre typer RNA produceret i celler?
Der er yderligere tre yderligere typer RNA, der kan produceres i celler. Lille nuklear RNAs funktion i en række forskellige processer i kernen, såsom splejsning af præ-messenger-RNA'erne. Lille nukleolært RNA behandler og modificerer kemisk det ribisomale RNA. Andre typer RNA, der er ikke-kodende enheder, tjener til at fungere i cellulære processer såsom telomer syntese, inaktivering af X-kromosomet og transport af proteiner til det endoplasmatiske retikulum for god celle sundhed.
Hvad er RNA-vira?
En RNA-virus har en kerne af det genetiske materiale, der opnås fra DNA'en i en celle. Det har normalt et beskyttende kapsid af protein og en lipidkappe for endnu længere beskyttelse. En RNA-virus binder sig til en værtscelle, trænger ind i den, reproducerer det genetiske materiale og skaber det beskyttende kapsid, der derefter kommer ud af cellen. RNA-vira lagrer det genetiske materiale af RNA og ikke DNA.
Alle sunde celler opbevarer genetisk materiale i DNA'et. RNA bruges kun, når DNA replikeres til dannelse af RNA og syntetiserer proteiner, som en sund celle har brug for for at leve. DNA er meget mere stabilt end RNA, så DNA begår meget få fejl, når cellerne deler sig, dog ustabilitet af RNA og dets replikering kan begå mange fejl, og det kan endda interagere med sig selv for at formere sig en virus. RNA kan udgøre op til en fejl over 10.000 nukleotider hver gang den kopieres. Det er også meget mindre i stand til at rette genetiske fejl end DNA. Når et immunsystem lærer at genkende en virus, danner det antistoffer for at bekæmpe virussen. Virus kan muteres, så immunsystemet ikke kan genkende det, og derefter kan det formere sig. Dette gør det muligt for RNA-vira at sprede sig meget hurtigere end DNA-vira.
En virus, der overlever, kan reproducere sig selv i nye celler gennem RNA-sekvensen og resultere i tusinder af celler, som den reproducerer indeholdende virussen. RNA-vira udvikler sig hurtigere end nogen egentlig levende organisme. Høje mutationshastigheder af RNA-virusinficerede celler truer ikke virusets overlevelse.
Der findes to typer RNA-vira. De kan være enkeltstrengede eller fornemme strandede eller parret som antisense-tråde. De dobbeltstrengede antisens-RNA-vira skal først ændre sig og oversætte sig til enkeltstrenget sense-RNA. Dette gør det muligt for værtscellen at være i en form, som ribosomerne kan læse. Influenza A-virus holder de nødvendige enzymer tæt på virusens nukleinsyrekerne. Når det skifter fra en antisense til en sense RNA, kan den derefter læses af ribosomerne i cellen for at opbygge virale proteiner og replikere.
Nogle RNA-vira gemmer deres information i en følelsesstreng, så den kan læses direkte af cellens ribosomer, og den fungerer som et normalt messenger-RNA. I dette tilfælde syntetiserer ribosomerne RNA-transkriptet og skaber en antisense viral celle, så den kan Brug det som en skabelon til at syntetisere flere virale RNA'er sammen med de nødvendige proteiner, som cellerne kan Direkte. En af de mest dødbringende vira af denne type er hepatitis C.
Eksempler på retrovirus er hiv og aids. De opbevarer deres genetiske materiale i form af RNA, men de bruger det omvendte transkriptionsenzym til at gøre deres RNA til DNA i den inficerede celle. Dette gør det muligt at lave mange kopier i værtscellerne, så virussen hurtigt kan inficere en stor mængde celler.
Koronavirus er også RNA-vira. De inficerer primært de øvre luftveje og mave-tarmkanaler hos mennesker. SARS-CoV er en alvorlig virus, der inficerer de øvre luftveje såvel som de nedre luftveje, og det inkluderer også gastrointestinal nød. Koronavirus er en betydelig procentdel af al almindelig forkølelse. Rhinovirus er den vigtigste årsag til forkølelse. Conronavirus kan også føre til lungebetændelse.
SARS er alvorligt akut respiratorisk syndrom, og det indeholder RNA-gener, der muterer meget langsomt. SARS overføres af åndedrætsdråber i luften fra nysen eller hosten for at inficere andre.
Norovirusinfektioner blev berømte for at dukke op på krydstogtskibe og blive kaldt Norwalk-lignende vira. Disse forårsager gastroenteritis, og den spredes fra en person til en anden ad fækal-oral vej. Hvis en inficeret person arbejder i et køkken, kan de forurene maden ved at have virussen i hænderne og ikke bære handsker.