האם RNA מכיל קוד גנטי?

חומצה ריבונוקליאית, או RNA, היא קרובת משפחה של חומצה דאוקסיריבונוקלאית (DNA). כמו ה- DNA, ה- RNA מכיל עמוד שדרה של סוכרים ופוספטים מתחלפים, כאשר אחד מכל ארבעה בסיסי נוקליאוטידים שונים - מולקולות מחזוריות המכילות חנקן - תלויים בכל קבוצת סוכר. לקבוצת סוכר ב- DNA יש אטום חמצן פחות מזה של הסוכר ב- RNA. ה- DNA הוא המטפל בקוד הגנטי של המין, אך תפקידו של ה- RNA שונה. סוג אחד של מולקולת RNA הוא שליח זמני המעביר עותק של הקוד מ- DNA של תא למכונות ייצור החלבון שלו.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

RNA מכיל עותק של חלק מהקוד הגנטי השמור על ידי ה- DNA של התא.

DNA הוא מולקולה דו-גדילית. שני הגדילים נקשרים זה לזה בגלל קשרים אטומיים בין בסיסי הנוקליאוטידים על כל גדיל, ונעזרים בכוחות קשירה אחרים המסופקים על ידי חלבונים הנקראים היסטונים. רצף בסיסי הנוקליאוטידים לאורכה של גדיל DNA הוא קוד לייצור חלבונים. כל שלישיית בסיסים מקודדת לחומצת אמינו ספציפית, אבן הבניין של החלבון. ארבעת בסיסי ה- DNA הם אדנין (A), ציטוזין (C), גואנין (G) ותימין (T). בסיסים על גדיל DNA אחד משויכים לבסיסים על גדיל אחותו על פי כללים נוקשים: A חייבים להתאים עם T ו- C חייבים להתאים עם G. לכן, גדיל DNA אחד בתוך מולקולת סליל כפול הוא אנטי-מקביל לגדיל אחותו, מכיוון שזוגות הבסיס בכל מיקום הם משלימים.

התא מייצר RNA על ידי תמלול חלקים של מולקולות DNA המכונות גנים. RNA ריבוזומלי (rRNA) משמש לבניית ריבוזומים, שהם המפעלים הזעירים לייצור חלבונים של התא. העברת RNA (tRNA) פועלת כמו אוטובוס הסעות להביא חומצות אמינו לריבוזומים לפי הצורך. תפקידו של ה- RNA המסנג'ר (mRNA) להגיד לריבוזום כיצד לבנות חלבון - כלומר לפי סדר החיבור של חומצות אמינו על גדיל חלבון הולך וגדל. כדי שהחלבונים ייצאו נכון, ה- mRNA חייב להעביר את הקוד הגנטי הנכון מ- DNA לריבוזומים.

כדי לבנות מולקולת RNA, תחילה צריך להירגע על האזור סביב גן DNA ושני הגדילים חייבים להיפרד זמנית. ההפרדה מאפשרת לקומפלקס אנזים המכיל RNA פולימראז להשתלב בחלל ולהיצמד לאזור המוצא של הגן, או האמרגן, באחד משני הגדילים. המתחם מתחבר רק ל"גדיל התבנית ", ולא ל"גדיל החושים" המשלים. עוברים לאורך גדיל תבנית DNA בסיס אחד בכל פעם, המתחם מוסיף בסיסי נוקליאוטידים משלימים לחוט הגדל של RNA. האנזים שומר על כללי זיווג הבסיס למעט יוצא מן הכלל: הוא משתמש בבסיס האורציל (U) במקום בבסיס ה- T. לדוגמא, אם המתחם נתקל ברצף הבסיס AATGC על גדיל התבנית DNA, הוא מוסיף בסיסי נוקליאוטידים ברצף UUACG לחוט ה- RNA. באופן זה, גדיל ה- RNA תואם את הגן על גדיל החישה ומשלים את הגן על גדיל התבנית. לאחר השלמת התעתיק, התא מוסיף רצפים לכל קצה של גדיל mRNA גולמי, הנקרא תמליל ראשוני, כדי להגן עליו מפני התקף אנזים, מסיר חלקים לא רצויים ואז שולח את הגדיל הבוגר כדי למצוא נחמד ריבוזום.

מולקולת ה- mRNA החדשה המקודדת עוברת לריבוזום, שם היא מתחברת לאתר מחייב. הריבוזום קורא את השלישייה הראשונה, או קודון, של בסיסי mRNA ותופס מולקולת tRNA- חומצת אמינו בעלת אנטי-קודון משלים של בסיסים. תמיד, קודון ה- mRNA הראשון הוא AUG, שמקודד את חומצת האמינו מתיונין. לכן, ה- tRNA הראשון מכיל את ה- UAC האנטי-קודוני ויש לו מולקולת מתיונין. הריבוזום תופס את המתיונין מ- tRNA ומצמיד אותו לאתר ספציפי בריבוזום. הריבוזום קורא את קודון ה- mRNA הבא, תופס tRNA עם אנטי-קודון משלים, ומחבר את חומצת האמינו השנייה למולקולת המתיונין. המחזור חוזר על עצמו עד להשלמת התרגום, ובאותה נקודה הריבוזום משחרר את החלבון הטבוע שעבר קידוד על ידי גדיל ה- mRNA.