Enthält RNA einen genetischen Code?

Ribonukleinsäure oder RNA ist ein enger Verwandter der Desoxyribonukleinsäure (DNA). Wie DNA enthält RNA ein Rückgrat aus abwechselnden Zuckern und Phosphaten, wobei an jeder Zuckergruppe eine von vier verschiedenen Nukleotidbasen – zyklische Moleküle mit Stickstoff – hängt. Eine DNA-Zuckergruppe hat ein Sauerstoffatom weniger als der Zucker in der RNA. DNA ist der Verwalter des genetischen Codes einer Spezies, aber die Funktion von RNA ist anders. Eine Art von RNA-Molekül ist ein temporärer Botenstoff, der eine Kopie des Codes von der DNA einer Zelle zu ihrer Proteinherstellungsmaschinerie transportiert.

TL; DR (zu lang; nicht gelesen)

RNA enthält eine Kopie eines Teils des genetischen Codes, der von der DNA einer Zelle gespeichert wird.

DNA ist ein doppelsträngiges Molekül. Die beiden Stränge binden aufgrund atomarer Bindungen zwischen den Nukleotidbasen an jedem Strang aneinander, unterstützt durch andere Bindungskräfte, die von Proteinen, den Histonen, bereitgestellt werden. Die Sequenz von Nukleotidbasen entlang eines DNA-Strangs ist ein Code für die Proteinproduktion. Jedes Basentriplett kodiert für eine bestimmte Aminosäure, den Baustein des Proteins. Die vier DNA-Basen sind Adenin (A), Cytosin (C), Guanin (G) und Thymin (T). Basen auf einem DNA-Strang werden nach strengen Regeln mit Basen auf seinem Schwesterstrang gepaart: A’s müssen mit T’s und C’s müssen mit G’s gepaart werden. Daher ist ein DNA-Strang innerhalb eines Doppelhelix-Moleküls antiparallel zu seinem Schwesterstrang, da die Basenpaare an jeder Position komplementär sind.

Die Zelle produziert RNA, indem sie Abschnitte von DNA-Molekülen, die als Gene bekannt sind, transkribiert. Ribosomale RNA (rRNA) wird zum Aufbau von Ribosomen verwendet, den winzigen Proteinfabriken der Zelle. Transfer-RNA (tRNA) wirkt wie ein Shuttlebus, um bei Bedarf Aminosäuren zu den Ribosomen zu holen. Es ist die Aufgabe der Boten-RNA (mRNA), dem Ribosom mitzuteilen, wie ein Protein aufgebaut werden soll – das heißt, in welcher Reihenfolge Aminosäuren an einen wachsenden Proteinstrang angehängt werden. Damit die Proteine ​​richtig herauskommen, muss mRNA den richtigen genetischen Code von der DNA auf die Ribosomen übertragen.

Um ein RNA-Molekül aufzubauen, muss sich der Bereich um ein DNA-Gen zunächst entspannen und die beiden Stränge müssen sich vorübergehend trennen. Die Trennung ermöglicht es einem Enzymkomplex, der RNA-Polymerase enthält, in einen Raum zu passen und an den Startbereich des Gens oder den Promotor an einem der beiden Stränge anzuheften. Der Komplex bindet nur an den „Template-Strang“, nicht an den komplementären „Sense-Strang“. Entlang der DNA-Matrizenstrang eine Base nach der anderen, fügt der Komplex komplementäre Nukleotidbasen an den wachsenden Strang von RNA. Das Enzym beachtet die Basenpaarungsregeln mit einer Ausnahme: Es verwendet die Base Uracil (U) anstelle der T-Base. Trifft der Komplex beispielsweise auf die Basensequenz AATGC auf dem DNA-Matrizenstrang, fügt er Nukleotidbasen in der Sequenz UUACG zum RNA-Strang hinzu. Auf diese Weise entspricht der RNA-Strang dem Gen auf dem Sense-Strang und ergänzt das Gen auf dem Matrizenstrang. Nachdem die Transkription abgeschlossen ist, fügt die Zelle an jedes Ende eines rohen mRNA-Strangs Sequenzen hinzu, die als primäres Transkript bezeichnet werden. um es vor Enzymangriffen zu schützen, entfernt unerwünschte Teile und schickt dann den reifen Strang weg, um einen schönen zu finden Ribosom.

Das neu kodierte mRNA-Molekül wandert zu einem Ribosom, wo es an eine Bindungsstelle bindet. Das Ribosom liest das erste Triplett oder Codon von mRNA-Basen und schnappt sich ein tRNA-Aminosäuremolekül, das ein komplementäres Anti-Codon von Basen besitzt. Das erste mRNA-Codon ist ausnahmslos AUG, das für die Aminosäure Methionin kodiert. Daher enthält die erste tRNA das Anti-Codon UAC und hat ein Methionin-Molekül im Schlepptau. Das Ribosom schneidet das Methionin von der tRNA ab und bindet es an eine bestimmte Stelle des Ribosoms. Das Ribosom liest dann das nächste mRNA-Codon, schnappt sich eine tRNA mit einem komplementären Anti-Codon und bindet die zweite Aminosäure an das Methionin-Molekül. Der Zyklus wiederholt sich, bis die Translation abgeschlossen ist, woraufhin das Ribosom das frisch geprägte Protein freisetzt, das vom mRNA-Strang kodiert wurde.