כל תא חי מכיל DNA העשוי מארבע אבני בניין הנקראות נוקלאוטידים. רצף הנוקלאוטידים מאיית גנים המקודדים את החלבונים ואת ה- RNA שהתאים זקוקים להם כדי לגדול ולהתרבות. כל גדיל DNA נשמר כעותק יחיד לכל תא, ואילו הגנים הנמצאים בכרומוזום מתועתקים לעיתים קרובות לעותקים רבים של RNA.
שלושה סוגים עיקריים של RNA
תאים זקוקים לשלושה סוגים עיקריים של RNA כדי לבצע את תפקידיהם הביולוגיים: mRNA, tRNA ו- rRNA. הסוג המשמש תבנית לייצור חלבון הוא mRNA, בעוד tRNA ו- rRNA עוזרים בסינתזת חלבונים. המכונות הסלולריות שמסנתזות חלבונים נקראות ריבוזומים, ומדובר במתחמים גדולים המורכבים מכמה מולקולות rRNA שונות ומעל 50 חלבונים. כאשר מולקולת mRNA משתלבת עם ריבוזום, tRNA תואם את תבנית ה- mRNA עם חומצות האמינו המרכיבות חלבון. תפקידו של rRNA הוא לעזור בתגובה הכימית של יצירת קשרים בין חומצות אמינו.
תאים מכילים ריבוזומים רבים
תא בעלי חיים טיפוסי מכיל 8 עד 10 מיליארד מולקולות חלבון בממוצע. יש לסנתז כל חלבון על ריבוזום, כך שברור, נדרש מספר רב של ריבוזומים. בתא שמתחלק במהירות עשוי להיות עד 10 מיליון ריבוזומים.
ריבוזומים מכילים rRNA
לריבוזומים שני חלקים, הנקראים יחידות משנה, המתאגדים סביב מולקולת mRNA כדי לסנתז חלבון. יותר מ -50 חלבונים בריבוזום נותנים לריבוזום את צורתו ומבנהו. חלבונים אלה מאורגנים סביב ארבע מולקולות rRNA גדולות, המעניקות גם את מבנה הריבוזום ועוזרות לזרז את התגובה הכימית של צירוף שתי חומצות אמינו. הריבוזומים בנויים בגרעין התא, שם נמצא ה- DNA. בתוך הגרעין, rRNA מועתק מ- DNA ומעבד לפרגמנטים המשולבים יחד עם חלבון ליצירת ריבוזומים. הריבוזומים שכמעט הושלמו מיוצאים מהגרעין לציטופלזמה של התא שם הסתיימה הרכבתם ואז הם יכולים להתחיל בתרגום mRNA לחלבון.
תעתיק של rRNA
כל כך הרבה rRNA נדרש כדי להכין עד 10 מיליון ריבוזומים הנדרשים על ידי תא שגנים rRNA חוזרים על עצמם בדנ"א ראש לזנב על DNA. ישנם בסך הכל כ- 100 עותקים של גני ה- rRNA העיקריים ב- DNA של תא בעלי חיים טיפוסי. יש צורך בגנים חוזרים ונשנים אלה כדי לענות על הביקוש הרב לריבוזומים. אך גם עם 100 עותקים של גנים אלה, התאים עדיין חייבים לתמלל הרבה מאוד עותקים של rRNA על מנת לייצר את מספר הריבוזומים הנדרשים. זו הסיבה שיש עותקים רבים של rRNA לכל עותק אחד של גן rRNA לכל תא.