RRNA: Što je to?

Sinteza proteina važan je proces u svim eukariotskim stanicama, jer protein tvori strukturne komponente svake stanice i bitan je za život. Proteini se često nazivaju građevni blok stanica. Postoje tri glavna oblika RNK - glasnička RNA, prijenosna RNA i ribosomska RNA. DNA kontrolira sve aktivnosti stanice i sintetizira se kada stanici treba više proteina. Mali komadići DNA mijenjaju se u RNA postupkom sinteze proteina.

Kad stanica slijedi svoje genetske upute, kopira dio DNA kao gen da bi ga promijenila u nukleotid RNA. RNA se razlikuje od DNA na dva različita načina. Nukleotidi u RNA građeni su od šećerne riboze i nazivaju se ribonukleotidi. DNK sadrži deoksiribozu kao sadržaj šećera. RNA ima iste baze kao i DNA adenina, gvanina i citozina, ali ima bazu ili uracil umjesto timina koji je u DNA. Struktura DNA i RNA znatno se razlikuju, jer je DNA dvolančana spirala, a RNA je jednolančana. RNA lanci mogu se saviti u širok spektar mnogih oblika na isti način na koji se polipeptidni lanac preklopi dajući konačni oblik proteina.

Tri su glavne vrste RNA koje se stvaraju kao molekule u jezgri ljudskih i životinjskih stanica. RNA se također nalazi u citoplazmi stanice. Citoplazma stanice je sav sadržaj izvan jezgre koji je zatvoren pojedinačnom staničnom membranom. Tri glavne vrste RNK su glasnička RNA, prijenosna RNA i ribosomska RNA ili rRNA. Svaka od tri vrste RNA ima različitu ulogu u sintezi proteina transkripcije, dekodiranja i prevođenja genetskog koda koji započinje s DNA.

Transkripcija je prvi korak sinteze proteina u kojem glasnička RNA igra vrlo važnu ulogu. Messenger RNA je nestabilna i ne živi dugo u stanici kako bi osigurala da se proteini stvaraju samo kada su potrebni za rast ili popravak stanica. Transkripcija je kada se genetski podaci unutar DNK stanice mijenjaju u poruku u obliku RNA. Proteini transkripcijskih čimbenika odmotavaju DNA lanac kako bi enzim RNA polimeraza omogućio transkripciju jednog lanca DNA. DNA se sastoji od četiri nukleotidne baze adenina, gvanina, citozina i timina. Kombiniraju se u parovima adenina plus gvanin i citozin plus timin. Kad RNA transkribira DNK u molekulu RNK, adenin se udružuje s uracilom, a citozin s gvaninom. Na kraju procesa transkripcije, glasnička RNA prenosi se iz jezgre u citoplazmu.

Slijedi proces translacije, tijekom kojeg prijenosna RNA igra važnu ulogu u sintezi proteina. Transfer RNA je najmanji tip RNA i obično je duga oko 70 do 90 nukleotida. Prevodi poruku unutar nukleotidnih sekvenci glasničke RNA u sekvence aminokiselina. Aminokiseline se povezuju s ostalim aminokiselinama da bi stvorile proteine ​​koji su potrebni za sve funkcije stanica. Proteini nastaju iz skupa od 20 aminokiselina. Transfer RNA je istog oblika kao i djetelina s tri petlje ukosnice. Transfer RNA ima mjesto vezanja aminokiselina na jednom kraju i dio u srednjoj petlji koji se naziva mjesto antikodona. Mjesto antikodona prepoznaje kodone na glasničkoj RNA. Kodon ima tri kontinuirane nukleotidne baze koje stvaraju aminokiselinu i signaliziraju kraj procesa translacije. Transfer RNA i ribosomi očitavaju glasnike RNA kodona kako bi stvorili polipeptidni lanac koji prolazi kroz nekoliko promjena prije nego što može postati potpuno funkcionirajući protein.

Ribosomska RNA (ili rRNA) ima određenu funkciju. Ribosomi su građeni od proteina ribosoma i ribosomske RNA. Ribosomska RNK čini oko 60 posto mase ribosoma. Obično se sastoje od velike i male podjedinice. Podjedinice se u jezgri sintetiziraju nukleolom. Ribosomi su jedinstvene prirode, jer sadrže mjesto vezanja za glasničku RNA i dva vezna mjesta za prijenos RNA na mjestu RNA u velikoj ribosomskoj podjedinici. Mala ribosomska podjedinica veže se na molekulu RNK koja prenosi i istodobno RNA za prijenos inicijatora molekula prepoznaje i veže se za određeni slijed kodona na istoj molekuli ribosomske RNA tijekom prijevod. Dalje, funkcija rRNA uključuje veliku ribosomsku podjedinicu koja se pridružuje novonastalom kompleksu, a zatim obje ribosomske podjedinice putuju duž molekule glasnika RNA dok prevode kodone u cijelom polipeptidnom lancu dok prelaze ih. Ribosomska RNA stvara peptidne veze između aminokiselina u polipeptidnom lancu. Kad se na molekuli glasnika RNA postigne završni kodon, proces translacije će završiti i polipeptidni lanac će se osloboditi iz prijenos molekule RNA u kojem se trenutku ribosom cijepa natrag na veliku i malu podjedinicu kakve su bile na početku prijevoda faza.

Proces DNK do RNK i produkta proteina može se dogoditi nevjerojatno velikom brzinom. RNA se gotovo odmah oslobađa kada se odvoji od lanca DNA. Na taj način, mnoge kopije RNA mogu se napraviti od potpuno istog gena u kratkom vremenu. Sinteza dodatnih molekula RNA može se započeti prije nego što je prva RNA dovršena kako bi mogla brzo proizvesti RNA. Kada se molekule RNA pomno prate, svaka od njih može pokretati oko 20 nukleotida u sekundi kod ljudi i životinja. Preko 1.000 transkripcija može se dogoditi u sat vremena od jednog gena.

Iscrpljivanje ribosomske RNA najobilnija je komponenta u RNA, jer obuhvaća većinu od preko 80 do 90 posto ukupne RNA u stanici. Iscrpljivanje ribosomske RNA je kada se rRNA djelomično ukloni iz cijelog uzorka RNA tako da se bolje proučiti reakciju sekvenciranja RNA kako bi se usredotočili na druga dva dijela uzorka RNA u transkripcija.

Postoje još tri dodatne vrste RNA koje se mogu stvoriti u stanicama. Funkcija male nuklearne RNA u različitim procesima jezgre, poput spajanja RNA prije slanja. Mala nukleolarna RNA obrađuje i kemijski modificira ribisomsku RNA. Ostale vrste RNA koje nisu kodirajuće jedinice služe za funkcioniranje u staničnim procesima poput telomera sinteza, inaktivacija X kromosoma i transport proteina u endoplazmatski retikulum radi dobre stanice zdravlje.

RNA virus ima jezgru genetskog materijala koji je dobiven iz DNA stanice. Obično ima zaštitni kapsid protein i lipidnu ovojnicu za još dalju zaštitu. RNA virus se veže na stanicu domaćina, prodire u nju, reproducira genetski materijal i stvara zaštitni kapsid koji potom izlazi iz stanice. RNA virusi pohranjuju genetski materijal RNA, a ne DNA.

Sve zdrave stanice pohranjuju genetski materijal u DNK. RNA se koristi samo kada se DNA replicira kako bi se stvorila RNA i sintetizirali proteini koji su potrebni zdravoj stanici za život. DNA je mnogo stabilnija od RNA, tako da DNA čini vrlo malo pogrešaka kada se stanice dijele, no nestabilnost RNA i njezina replikacija mogu napraviti mnoge pogreške, a može čak i interakciju sa sobom da se množe virus. RNA može napraviti jednu pogrešku preko 10 000 nukleotida svaki put i svaki put kad se kopira. Također je puno manje sposoban ispraviti genetske pogreške od DNK. Kad imunološki sustav nauči prepoznavati virus, on stvara antitijela za borbu protiv virusa. Virusi mogu mutirati pa ih imunološki sustav ne može prepoznati, a zatim se može razmnožavati. To omogućuje RNA virusima da se šire mnogo brže od DNA virusa.

Preživjeli virus može se reproducirati u novim stanicama kroz RNA sekvencu i rezultirati tisućama stanica koje reproducira sadrže virus. RNA virusi evoluiraju brže od bilo kojeg stvarnog živog organizma. Visoke stope mutacije stanica zaraženih virusom RNA ne ugrožavaju opstanak virusa.

Postoje dvije vrste RNA virusa. Mogu biti jednolančani ili osjetljivi ili upareni kao antisense niti. Dvolančani antisence RNA virusi prvo se trebaju promijeniti i prevesti u jednolančanu RNA. To omogućuje da stanica domaćin bude u obliku koji ribosomi mogu čitati. Virus gripe A održava potrebne enzime blizu jezgre nukleinske kiseline virusa. Kad se iz antisense pretvori u osjetnu RNA, ribosomi u stanici mogu je čitati kako bi se stvorili virusni proteini i njihova replikacija.

Neki RNA virusi pohranjuju svoje podatke u određenom lancu, tako da ih mogu izravno čitati stanični ribosomi i funkcionira poput normalne glasničke RNA. U ovom slučaju, ribosomi sintetiziraju RNA transkript i stvaraju antisense virusnu stanicu kako bi mogla upotrijebite ga kao predložak za sintezu više virusnih RNA zajedno s potrebnim proteinima za stanice uživo. Jedan od najsmrtonosnijih virusa ove vrste je hepatitis C.

Primjeri retrovirusa su HIV i AIDS. Svoje genetski materijal pohranjuju u obliku RNA, ali enzim reverzne transkripcije koriste za pretvaranje svoje RNA u DNA u zaraženoj stanici. To omogućuje izradu mnogih kopija u stanicama domaćina, tako da virus može brzo zaraziti veliku količinu stanica.

Koronavirusi su također RNA virusi. Prvenstveno zaraze gornji dišni i gastrointestinalni trakt kod ljudi. SARS-CoV ozbiljan je virus koji inficira gornji dišni put, kao i donji dišni trakt, a uključuje i gastrointestinalni poremećaj. Koronavirusi su značajan postotak svih prehlada. Rinovirusi su vodeći uzrok prehlade. Konronavirusi mogu dovesti i do upale pluća.

SARS je ozbiljan akutni respiratorni sindrom i sadrži RNA gene koji vrlo sporo mutiraju. SARS se prenosi respiratornim kapljicama u zraku od kihanja ili kašljanja da zarazi druge.

Norovirusne infekcije postale su poznate po tome što su se pojavljivale na kruzerima i nazivale su se virusima poput Norwalka. Oni uzrokuju gastroenteritis i on se fekalno-oralnim putem prenosi s jedne osobe na drugu. Ako zaražena osoba radi u kuhinji, može zaraziti hranu držeći virus na rukama i ne noseći rukavice.