A ribonukleinsav (RNS) egy kémiai vegyület, amely a sejtekben és a vírusokban található meg. A sejtekben három kategóriába sorolható: Riboszomális (rRNS), Messenger (mRNS) és Transzfer (tRNS). Míg az RNS mindhárom típusa megtalálható a riboszómákban, a sejtek fehérje gyáraiban, ez a cikk az utóbbi kettőre összpontosít, amelyek nemcsak a riboszómák, de szabadon léteznek a sejtmagban (sejtmaggal rendelkező sejtekben) és a citoplazmában, a sejt és a sejt közötti fő sejtrészben membrán. Az RNS három típusa azonban együttesen működik.
Mi az RNS?
Az mRNS és a tRNS olyan láncokban létezik, amelyek RNS nukleotidoknak nevezett építőelemekből állnak. Ezen építő nukleotidok mindegyike egy ribóz nevű cukorból, egy nagy energiájú kémiai csoportból, az úgynevezett foszfátból és a négy lehetséges "nitrogén bázisok" gyűrűs vagy kettős gyűrűs szerkezetek, amelyek háttere nemcsak szénatomokból, hanem sok nitrogénatomból is épül (lásd: ábra). A nukleotidok a foszfát- és cukorcsoportok révén kapcsolódnak egymáshoz, amelyek egy "gerincet" alkotnak, amelyhez a nitrogén-bázisok kapcsolódnak, minden egyes ribózcukorhoz egyet.
Az RNS négy nitrogén bázisa
A legtöbb esetben négy bázis található az RNS-ben. Ezek közül kettő, az adenin (A) és a guanin (G) két kémiai gyűrűt tartalmaz, és purineknek nevezik őket. A másik kettő, mindegyik egy-egy kémiai gyűrűt tartalmaz, citozin (C) és uracil (U), és pirimidineknek nevezik őket.
Az mRNS és a tRNS szintézise
Az mRNS-t és a tRNS-t "bázispárosításnak" és "transzkripciónak" nevezett eljárások révén szintetizálják, ahol egy RNS-láncot helyeznek el egy dezoxiribonukleinsav (DNS) szál mellett. A baktériumokban és az archeákban, a Föld életének három fő megosztottságából kettőben az RNS szintézise zajlik egyetlen kromoszóma mentén (és egy szervezett szerkezet, amely egy DNS-szálból és különböző fehérjék). Az élet másik felosztásában, az eukaryában, az RNS szintézise a magon belül zajlik, ahol a DNS több kromoszóma egyikébe van csomagolva. Az mRNS és a tRNS mind a négy lehetséges bázis specifikus szekvenciája formájában tartalmaz információt az egyes nukleotidjaikban. Ezeket a szekvenciákat viszont a DNS-ben található nukleotidok szekvenciája, különösen a a DNS szakasza (az úgynevezett gén), amelyet az RNS szál szintetizálására használtak a bázis párosítás során folyamat.
Az mRNS funkciója
Az mRNS minden egyes molekulája vagy lánca utasításokat tartalmaz arra vonatkozóan, hogyan lehet több "aminosavat" összekapcsolni egy peptidlánccal, amely fehérjévé válik. Ugyanúgy, mint a nukleotidok az RNS építőkövei, az aminosavak a fehérjék építőkövei. Az Evolution létrehozott egy "genetikai kódot", ahol az élet 20 aminosavának mindegyikét RNS nukleotidokban lévő három nitrogénbázis sorozata kódolja. Így az RNS nukleotidok minden triplettje egy aminosavnak és a nukleotid szekvenciának felel meg meghatározza az aminosavak sorrendjét, amelyek kapcsolódnak a fehérjét előállító peptidlánchoz. Míg egyes esetekben egy aminosavat több nukleotid-triplett képviselhet, úgynevezett kodonok, az RNS-en minden kodon csak egy aminosavat képvisel. Emiatt a genetikai kódról azt mondják, hogy "degenerált".
A tRNS funkciója
Míg az mRNS tartalmazza az "üzenetet" arról, hogyan lehet az aminosavakat láncba szekvenálni, a tRNS a tényleges transzlátor. Az RNS nyelvének lefordítása a fehérje nyelvére lehetséges, mert sok ilyen van a tRNS formái, amelyek mindegyike egy aminosavat képvisel (fehérje építőelem) és képes kapcsolódni egy RNS-hez kodon. Így például az alanin aminosav tRNS-molekulájának van egy területe vagy kötőhelye az alaninhoz, és egy másik kötőhelye van a három RNS-nukleotidhoz, a kodon az alaninhoz.
A fordítás Riboszómákban fordul elő
Az RNS kodon szekvenciák aminosav szekvenciákká, és ezáltal specifikus fehérjékké történő transzlálásának folyamata valójában "fordításnak" hívják. Ribrozómákban fordul elő, amelyek rRNS-ből és különféle fehérjék. A fordítás során az mRNS egy szála áthalad egy riboszómán, mint egy régimódi kazetta, amely a szalagolvasón keresztül mozog. Amint az mRNS áthalad, a megfelelő aminosavat hordozó tRNS-molekulák kötődnek ahhoz az RNS-kodonhoz, amelyhez illeszkednek, és az aminosavak szekvenciája összeáll.