Mitkä ovat mRNA: n ja tRNA: n toiminnot?

Ribonukleiinihappo (RNA) on kemiallinen yhdiste, jota esiintyy soluissa ja viruksissa. Soluissa se voidaan jakaa kolmeen luokkaan: ribosomaalinen (rRNA), Messenger (mRNA) ja siirto (tRNA). Vaikka kaikki kolme RNA-tyyppiä löytyy ribosomeista, solujen proteiinitehtaista, tässä artikkelissa keskitytään kahteen jälkimmäiseen, joita ei ole vain ribosomeissa, mutta ne ovat vapaasti solun ytimessä (soluissa, joissa on ytimiä) ja sytoplasmassa, ytimen ja solun välisessä pääsoluosastossa kalvo. Kolme RNA-tyyppiä toimivat kuitenkin yhdessä.

mRNA ja tRNA esiintyvät ketjuissa, jotka koostuvat rakennuspalikoista, joita kutsutaan RNA-nukleotideiksi. Jokainen näistä rakennusnukleotideista koostuu sokerista, jota kutsutaan riboosiksi, korkean energian kemiallisesta ryhmästä, jota kutsutaan fosfaatiksi, ja yhdestä neljästä mahdollisesta "typpipitoiset emäkset" renkaisiin tai kaksirenkaisiin rakenteisiin, joiden tausta on rakennettu paitsi hiiliatomeista myös monista typpiatomeista (katso kuva). Nukleotidit liittyvät toisiinsa fosfaatti- ja sokeriryhmien kautta, jotka muodostavat "selkärangan", johon typpipitoiset emäkset kiinnittyvät, yksi kutakin riboosisokeria kohti.

Useimmissa tapauksissa RNA: sta löytyy neljä emästä. Kaksi näistä, adeniini (A) ja guaniini (G), sisältävät kaksi kemiallista rengasta ja niitä kutsutaan puriineiksi. Kaksi muuta, joista kukin sisältää yhden kemiallisen renkaan, ovat sytosiini (C) ja urasiili (U), ja niitä kutsutaan pyrimidiiniksi.

mRNA ja tRNA syntetisoidaan prosesseilla, joita kutsutaan "emäspariksi" ja "transkriptio", jolloin RNA-ketju asetetaan deoksiribonukleiinihapposäikeen (DNA) viereen. Bakteereissa ja arkeissa, kaksi maapallon elämän kolmesta pääjaosta, tapahtuu RNA-synteesi pitkin yhtä kromosomia (ja järjestäytynyttä rakennetta, joka koostuu DNA-juosteesta ja erilaisista proteiinit). Elämän toisessa jaossa, eukaryassa, RNA-synteesi tapahtuu ytimen sisällä, jossa DNA on pakattu yhteen useista kromosomeista. Sekä mRNA että tRNA sisältävät tietoa neljän mahdollisen emäksen spesifisten sekvenssien muodossa kussakin nukleotidissa. Nämä sekvenssit puolestaan ​​syntetisoidaan DNA: n nukleotidisekvenssin, erityisesti DNA-osa (kutsutaan geeniksi), jota käytettiin RNA-juosteen syntetisoimiseksi emäsparin muodostamisen aikana prosessi.

Jokaisella mRNA: n molekyylillä tai ketjulla on ohjeet kuinka yhdistää useita "aminohappoja" peptidiketjuun, josta tulee proteiini. Samoin kuin nukleotidit ovat rakennuspalikoita RNA: lle, aminohapot ovat rakennuspalikoita proteiineille. Evolution on tuottanut "geneettisen koodin", jossa jokaista elämän 20 aminohaposta koodaa kolmen typpi-emäksen sarja RNA-nukleotideissa. Siten kukin RNA-nukleotidien tripletti vastaa yhtä aminohappoa ja nukleotidien sekvenssiä sanelee aminohapposekvenssin, joka kytketään proteiinia muodostavaan peptidiketjuun. Vaikka joissakin tapauksissa aminohappo voidaan esittää useilla nukleotiditripleteillä, joita kutsutaan kodoneiksi, kukin RNA: n kodoni edustaa vain yhtä aminohappoa. Tästä syystä geneettisen koodin sanotaan olevan "rappeutunut".

Vaikka mRNA sisältää "viestin" aminohappojen sekvensoimisesta ketjuun, tRNA on todellinen kääntäjä. RNA: n kielen kääntäminen proteiinin kielelle on mahdollista, koska niitä on monia tRNA: n muodot, joista kukin edustaa aminohappoa (proteiinin rakennuspalikka) ja kykenee liittymään RNA: han kodoni. Siten esimerkiksi aminohapon alaniinin tRNA-molekyylissä on alue tai sitoutumiskohta alaniinia varten ja toinen sitoutumiskohta kolmelle RNA-nukleotidille, kodoni, alaniinille.

Prosessi RNA-kodonisekvenssien muuntamiseksi aminohapposekvensseiksi ja siten spesifisiksi proteiineiksi itse asiassa kutsutaan "käännökseksi". Sitä esiintyy ribosomeissa, jotka on valmistettu rRNA: sta ja monista proteiineja. Translaation aikana mRNA-juoste kulkee ribosomin läpi, kuten vanhanaikainen kasettinauha, joka liikkuu nauhalukijan läpi. Kun mRNA liikkuu, sopivaa aminohappoa kantavat tRNA-molekyylit sitoutuvat RNA-kodoniin, johon ne sovitetaan, ja aminohapposekvenssi kootaan.