A sejt magjába csomagolt genetikai anyag hordozza az élő szervezetek tervét. A gének irányítják a sejtet, hogy mikor és hogyan kell szintetizálni a fehérjéket, hogy a bőrsejtek, szervek, ivarsejtek és minden más a testben legyen.
Ribonukleinsav (RNS) a sejt genetikai információjának két formája. Az RNS együttműködik dezoxiribonukleinsav (DNS) segít a gének expresszálásában, de az RNS-nek egyértelmű szerkezete és funkciói vannak a sejtben.
A molekuláris biológia központi dogmája
A Nobel-díjas Francis Cricknek nagyban köszönhető, hogy felfedezte központi dogma molekuláris biológia. Crick arra következtetett, hogy DNS-t használnak templátként az RNS transzkripciójához, amelyet azután riboszómákba szállítanak és lefordítanak, hogy a megfelelő fehérje létrejöjjön.
Az öröklődés fontos szerepet játszik egy szervezet sorsában. Gének ezrei irányítják a sejtek és az organizmus működését.
Az RNS szerkezete
Egy RNS makromolekula egy típusa nukleinsav. Ez a nukleotidokból álló genetikai információ egyetlen szála.
RNS és DNS mindkettő kulcsszereplő a genetikai információk továbbításában. Van azonban figyelemre méltó és fontos különbség is a kettő között.
Az RNS szerkezete a nukleinsav összetételét és szerkezetét tekintve különbözik a DNS-től:
- A DNS-nek A, T, C és G bázispárosításai vannak; a T jelentése timin, ami az uracil helyettesíti az RNS-t.
- Az RNS molekulák egyszálú, ellentétben a DNS-molekulák kettős spiráljával.
- Az RNS-nek van ribose sugar; A DNS-ben dezoxiribóz van.
Az RNS típusai
A tudósoknak még sok mindent meg kell tanulniuk a DNS-ről és a típusú RNS. A molekulák működésének pontos megértése elmélyíti a genetikai betegségek és a lehetséges kezelések megértését.
Három fő típus, amelyet a hallgatóknak ismerniük kell: mRNSvagy messenger RNS; tRNSvagy transzfer RNS; és rRNSvagy riboszomális RNS.
A Messenger RNS (mRNS) szerepe
Messenger RNS DNS templátból készül a transzkripció nevű folyamaton keresztül, amely a magban történik eukarióta sejtek. Az mRNS egy olyan gén komplementer „tervrajza”, amely a DNS kódolt utasításait a citoplazmában lévő riboszómákhoz továbbítja. A komplementer mRNS-t átírják egy génből, majd feldolgozzák, hogy a polipeptid templátjaként szolgálhasson a riboszomális transzláció során.
Az mRNS szerepe nagyon fontos, mert az mRNS befolyásolja a génexpressziót. Az mRNS biztosítja az új fehérjék létrehozásához szükséges sablont. A továbbított üzenetek szabályozzák a gén működését, és meghatározzák, hogy az a gén többé-kevésbé aktív lesz-e. Az információ továbbadása után az mRNS munkája megtörténik és lebomlik.
A transzfer RNS (tRNS) szerepe
A sejtek jellemzően sok riboszómát tartalmaznak, amelyek a citoplazmában lévő organellák, amelyek erre a célra fehérjét szintetizálnak. Amikor az mRNS egy riboszómára kerül, először a sejt kódolt üzeneteit kell megfejteni. Transzfer RNS (tRNS) felelős az mRNS transzkriptum "leolvasásáért".
A tRNS szerepe az, hogy fordít mRNS a szál kodonjainak leolvasásával (a kodonok három bázisú kódok, amelyek mindegyike megfelel egy aminosavnak). Három nitrogénbázis kodonja határozza meg, hogy melyik aminosavat kell előállítani.
A transzfer RNS az egyes kodonok szerint a megfelelő aminosavat juttatja a riboszómába, így az aminosav hozzáadható a növekvő fehérje szálhoz.
A riboszomális RNS (rRNS) szerepe
Az aminosavak láncai összekapcsolódnak a riboszómás a fehérjék felépítése az mRNS-en keresztül továbbított utasításoknak megfelelően. Számos különböző fehérje van jelen a riboszómákban, beleértve a riboszóma RNS-t (rRNS), amely a riboszóma részét képezi.
A riboszomális RNS kulcsfontosságú a riboszomális működés és a fehérjeszintézis szempontjából, ezért nevezik a riboszómát a sejt fehérje gyárának.
Sok szempontból az rRNS „összekapcsolóként” szolgál az mRNS és a tRNS között. Ezenkívül az rRNS segít az mRNS leolvasásában. Az rRNS toborozza a tRNS-t, hogy a megfelelő aminosavakat átjuttassa a riboszómába.
A mikroRNS (miRNS) szerepe
mikroRNS (miRNS) nagyon rövid RNS molekulákból áll, amelyeket újabban fedeztek fel. Ezek a molekulák segítenek szabályozni a génexpressziót, mert megcímkézhetik az mRNS-t lebomlás céljából, vagy megakadályozhatják az új fehérjékké történő transzlációt.
Ez azt jelenti, hogy a miRNS képes csökkenteni vagy elnémítani a géneket. A molekuláris biológia kutatói fontosnak tartják a miRNS-t az olyan genetikai rendellenességek kezelésében, mint például a rák, ahol a génexpresszió ösztönözheti vagy megakadályozhatja a betegség kialakulását.