Mis on mRNA ja tRNA funktsioonid?

Ribonukleiinhape (RNA) on keemiline ühend, mis eksisteerib rakkudes ja viirustes. Rakkudes võib selle jagada kolme kategooriasse: ribosoom (rRNA), Messenger (mRNA) ja Transfer (tRNA). Kuigi kõiki kolme tüüpi RNA-d võib leida rakkude valkude tehastest ribosoomides, keskendub see artikkel kahele viimasele, mida ei leidu mitte ainult ribosoomid, kuid eksisteerivad vabalt rakutuumas (tuumaga rakkudes) ja tsütoplasmas, tuuma ja raku vahelises raku põhiosas membraan. Kolm tüüpi RNA töötavad aga koos.

mRNA ja tRNA esinevad ahelates, mis koosnevad ehitusplokkidest, mida nimetatakse RNA nukleotiidideks. Kõik need ehituslikud nukleotiidid koosnevad suhkrust, mida nimetatakse riboosiks, suure energiaga keemilisest rühmast, mida nimetatakse fosfaadiks, ja ühest neljast võimalikust "lämmastikuga alused" rõngastatud või topeltrõngaga struktuurid, mille taust ei ole ehitatud mitte ainult süsinikuaatomitest, vaid ka paljudest lämmastikuaatomitest (vt joonis). Nukleotiidid ühendavad üksteist fosfaat- ja suhkrurühmade kaudu, mis moodustavad "selgroo", mille külge kinnituvad lämmastikalused, üks ribosuhkru kohta üks.

Enamasti leitakse RNA-st neli alust. Neist kaks, adeniin (A) ja guaniin (G), sisaldavad kahte keemilist ringi ja neid nimetatakse puriinideks. Kaks ülejäänud, kumbki sisaldab ühte keemilist ringi, on tsütosiin (C) ja uratsiil (U) ning neid nimetatakse pürimidiinideks.

mRNA ja tRNA sünteesitakse protsesside kaudu, mida nimetatakse "aluse paaristamiseks" ja "transkriptsiooniks", kusjuures RNA ahel asetatakse koos desoksüribonukleiinhappe (DNA) ahelaga. Bakterites ja arheedes, mis on kaks elu kolmest põhilisest jaotusest Maal, toimub RNA süntees mööda ühte kromosoomi (ja organiseeritud struktuuri, mis koosneb DNA ahelast ja erinevatest valgud). Elu teises jaotuses, eukarjas, toimub RNA süntees tuumas, kus DNA on pakitud ühte rohkemasse kromosoomi. Nii mRNA kui ka tRNA sisaldavad teavet nende kõigi nukleotiidide nelja võimaliku aluse spetsiifiliste järjestuste kujul. Need järjestused sünteesitakse omakorda DNA nukleotiidide järjestuse, täpsemalt DNA järjestuste põhjal osa DNA-st (nimetatakse geeniks), mida kasutati RNA ahela sünteesimiseks aluse sidumise ajal protsess.

Iga mRNA molekul või ahel kannab juhiseid, kuidas ühendada mitu "aminohapet" peptiidahelasse, mis muutub valguks. Samamoodi nagu nukleotiidid on RNA ehitusplokid, on ka aminohapped valkude jaoks. Evolution on loonud "geneetilise koodi", kus elu 20 aminohapet kodeerib RNA nukleotiidide kolme lämmastikaluse alus. Seega vastab iga RNA nukleotiidide triplett ühele aminohappele ja nukleotiidide järjestusele dikteerib aminohapete järjestuse, mis ühendatakse valku moodustava peptiidahelaga. Kui mõnel juhul võib aminohapet kujutada mitme nukleotiidi kolmikuga, mida nimetatakse koodoniteks, esindab iga RNA koodon ainult ühte aminohapet. Sel põhjusel öeldakse, et geneetiline kood on "degenereerunud".

Kui mRNA sisaldab "sõnumit" aminohapete järjestamiseks ahelas, on tRNA tegelik translator. RNA keele tõlkimine valgu keelde on võimalik, sest neid on palju tRNA vormid, millest igaüks esindab aminohapet (valgu ehitusplokk) ja mis on võimeline seostuma RNA-ga koodon. Nii on näiteks aminohappe alaniini tRNA molekulil alaiini seondumiskoht või seondumiskoht kolme RNA nukleotiidi jaoks, koodon, alaniinil.

RNA koodonijärjestuste translatsiooni protsess aminohapete järjestusteks ja seega spetsiifilisteks valkudeks tegelikult nimetatakse "tõlkeks". See esineb ribosoomides, mis on valmistatud rRNA-st ja mitmesugustest valgud. Tõlkimise käigus läbib mRNA ahel ribosoomi nagu vanamoodne kassettlint, mis liigub läbi lindilugeja. Kui mRNA liigub läbi, seonduvad sobivat aminohapet kandvad tRNA molekulid RNA koodoniga, millega need on sobitatud, ja aminohapete järjestus pannakse kokku.