Minden élő sejt tartalmaz DNS-t, amely négy építőelemből áll, amelyeket nukleotidoknak nevezünk. A nukleotidok szekvenciája olyan géneket ír le, amelyek kódolják azokat a fehérjéket és RNS-t, amelyekre a sejtek szaporodásához és szaporodásához szükségesek. A DNS minden szálát sejtenként egyetlen példányban tartják fenn, míg a kromoszómán található gének gyakran átíródnak az RNS sok másolatába.
Az RNS három fő típusa
A sejteknek három fő RNS-típusra van szükségük biológiai funkcióik ellátásához: mRNS, tRNS és rRNS. A fehérje előállításához templátként szolgáló típus az mRNS, míg a tRNS és az rRNS segíti a fehérjeszintézist. A fehérjéket szintetizáló sejtgépeket riboszómának nevezzük, ezek nagy komplexek, amelyek több különböző rRNS-molekulából és több mint 50 fehérjéből állnak. Amikor egy mRNS molekula egy riboszómával kombinálódik, a tRNS illeszti az mRNS templátot a fehérjét alkotó aminosavakhoz. Az rRNS feladata az aminosavak közötti kötések kémiai reakciójának elősegítése.
A sejtek sok riboszómát tartalmaznak
Egy tipikus állati sejt átlagosan 8-10 milliárd fehérjemolekulát tartalmaz. Minden fehérjét egy riboszómán kell szintetizálni, tehát egyértelműen nagy számú riboszómára van szükség. Egy gyorsan osztódó sejtben akár 10 millió riboszóma is lehet.
A riboszómák rRNS-t tartalmaznak
A riboszómáknak két részük van, úgynevezett alegységek, amelyek egy mRNS-molekula körül összeérve fehérjét szintetizálnak. A riboszómában található több mint 50 fehérje adja a riboszómának az alakját és felépítését. Ezek a fehérjék négy nagy rRNS-molekula köré szerveződnek, amelyek szintén adják a riboszóma szerkezetét, és elősegítik a két aminosav összekapcsolódásának kémiai reakcióját. A riboszómák a sejt magjában épülnek fel, ahol a DNS található. A magon belül az rRNS átíródik a DNS-ből, és fragmensekké dolgozza fel, amelyek a fehérjével együtt beépülnek riboszómákká. A majdnem befejeződött riboszómákat a sejtből a sejt citoplazmájába exportálják, ahol összeállításuk befejeződik, és ezután megkezdhetik az mRNS transzlációját fehérjévé.
Az rRNS átírása
Annyi rRNS-re van szükség ahhoz, hogy a sejtek akár 10 millió riboszómát is előállíthassanak, hogy az rRNS-géneket tandemben fej-farok módon ismételjék meg a DNS-en. Egy tipikus állati sejt DNS-ében összesen körülbelül 100 másolat található a fő rRNS-génekből. Ezekre a tandemszerűen ismétlődő génekre van szükség a riboszómák iránti nagy igény kielégítéséhez. De még e gének 100 példányával is, a sejteknek még mindig nagyon sok kópiát kell átírniuk az rRNS-ből, hogy előállítsák a szükséges riboszómák számát. Ezért van egy sejtben egy rRNS-gén minden egyes példányához sok rRNS-példány.