RRNA: რა არის ეს?

ცილების სინთეზი არის მნიშვნელოვანი პროცესი ყველა ეუკარიოტულ უჯრედში, რადგან ცილა ქმნის თითოეული უჯრედის სტრუქტურულ კომპონენტებს და აუცილებელია სიცოცხლისთვის. პროტეინს ხშირად უჯრედების სამშენებლო ბლოკს უწოდებენ. არსებობს RNA– ს სამი ძირითადი ფორმა - მესენჯერი RNA, გადამტანი RNA და ribosomal RNA. დნმ აკონტროლებს უჯრედის ყველა აქტივობას და სინთეზირდება, როდესაც უჯრედს მეტი ცილა სჭირდება. დნმ – ის მცირე ნაწილი იცვლება რნმ – ით ცილების სინთეზის პროცესის საშუალებით.

როდესაც უჯრედი ასრულებს მის გენეტიკურ მითითებებს, ის ასლის დნმ-ს ნაწილს, როგორც გენი, რომ შეცვალოს იგი რნმ-ის ნუკლეოტიდში. RNA განსხვავდება დნმ-ისგან ორი განსხვავებული გზით. რნმ-ში ნუკლეოტიდები მზადდება შაქრის რიბოზასგან და მათ რიბონუკლეოტიდებს უწოდებენ. შაქრის შემცველობაში დნმ-ს აქვს დეოქსირიბოზა. RNA– ს აქვს იგივე ფუძეები, რაც ადენინის, გუანინის და ციტოზინის დნმ – ს, მაგრამ მას აქვს ფუძე ან ურაცილი თიმინის ნაცვლად, რომელიც დნმ – შია. დნმ-ის და რნმ-ის სტრუქტურა ძალზე განსხვავებულია, რადგან დნმ არის ორმაგი ჯაჭვიანი სპირალი, ხოლო რნმ ერთჯაჭვიანი. RNA ჯაჭვებს შეუძლიათ მრავალნაირი ფორმის მრავალფეროვნება ისე, როგორც პოლიპეპტიდური ჯაჭვი იკეცება და ქმნის ცილის საბოლოო ფორმას.

არსებობს RNA– ს სამი ძირითადი ტიპი, რომლებიც წარმოიქმნება როგორც მოლეკულები ადამიანისა და ცხოველის უჯრედების ბირთვში. RNA ასევე მდებარეობს უჯრედის ციტოპლაზმაში. უჯრედის ციტოპლაზმა არის ბირთვის გარეთ არსებული ყველა ის შინაარსი, რომელიც თან ახლავს ცალკეულ უჯრედულ მემბრანს. რნმ-ის სამი ძირითადი ტიპია მესინჯერი რნმ, გადამტანი რნმ და რიბოსომული რნმ, ან rRNA. RNA– ს სამი ტიპიდან თითოეულს აქვს განსაკუთრებული როლი დნმ – ით დაწყებული გენეტიკური კოდის ტრანსკრიპციის, დეკოდირებისა და თარგმნის ცილების სინთეზში.

ტრანსკრიფცია ცილის სინთეზის პირველი ეტაპია, რომელშიც მესენჯერი RNA მნიშვნელოვან როლს ასრულებს. მესენჯერი RNA არასტაბილურია და დიდხანს არ ცხოვრობს უჯრედში იმის უზრუნველსაყოფად, რომ ცილები მზადდება მხოლოდ მაშინ, როდესაც ისინი საჭიროა უჯრედების ზრდის ან გასწორებისთვის. ტრანსკრიფცია არის, როდესაც უჯრედის დნმ-ში არსებული გენეტიკური ინფორმაცია გადაიქცევა გზავნილად RNA- ს სახით. ტრანსკრიფციული ფაქტორების ცილები ხსნიან დნმ-ის სტრიქონს, რამაც ფერმენტ RNA პოლიმერაზას შეუძლია დნმ-ის ერთი შრის გადაწერა. დნმ მზადდება ადენინის, გუანინის, ციტოზინისა და თიმინის ოთხი ნუკლეოტიდის ფუძისგან. ისინი გაერთიანებულია ადენინის პლუს გუანინისა და ციტოზინის პლუს თიმინის წყვილებში. როდესაც RNA დნმ-ს გადააქვს მესინჯერი RNA მოლეკულაში, ადენინი წყვილდება ურაცილით და ციტოზინი წყდება გუანინთან. ტრანსკრიფციის პროცესის ბოლოს, მესინჯერი RNA ტრანსპორტირდება ბირთვიდან და ციტოპლაზმაში.

შემდეგია თარგმნის პროცესი, რომლის დროსაც ტრანსფერული RNA მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ცილების სინთეზში. ტრანსფერული RNA არის ყველაზე მცირე ზომის RNA და მისი სიგრძე ჩვეულებრივ დაახლოებით 70-დან 90 ნუკლეოტიდამდეა. იგი თარგმნის შეტყობინებას მესენჯერი RNA– ს ნუკლეოტიდულ თანმიმდევრობებში ამინომჟავების მიმდევრობებად. ამინომჟავები უკავშირდება სხვა ამინომჟავებს და ქმნის ცილებს, რომლებიც საჭიროა უჯრედის ყველა ფუნქციისთვის. ცილები წარმოიქმნება 20 ამინომჟავის ნაკრებიდან. RNA- ს გადატანა იგივე ფორმისაა, როგორც სამყურას, რომელშიც სამი თმის სამაგრის მარყუჟია. RNA– ს გადატანას აქვს ამინომჟავების დამაგრების ადგილი მის ერთ ბოლოზე და შუა მარყუჟის მონაკვეთი, რომელსაც ანტიკოდონის ადგილს უწოდებენ. ანტიკოდონის საიტი ცნობს კოდონებს მესინჯერ RNA- ზე. კოდონს აქვს სამი უწყვეტი ნუკლეოტიდის ფუძე, რომლებიც ქმნიან ამინომჟავას და ასახავენ თარგმანის პროცესის დასრულებას. ტრანსფერული RNA და რიბოსომები კითხულობენ მესინჯერის RNA კოდონებს, რომ წარმოქმნან პოლიპეპტიდური ჯაჭვი, რომელიც განიცდის რამდენიმე ცვლილებას, სანამ ის გახდება სრულად მოქმედი ცილა.

რიბოსომული RNA (ან rRNA) სპეციფიკური ფუნქციაა. რიბოსომები მზადდება რიბოსომული ცილებისა და რიბოსომული რნმ-ისგან. რიბოსომული RNA შეადგენს რიბოსომის მასის დაახლოებით 60 პროცენტს. ისინი ჩვეულებრივ შედგება დიდი ქვედანაყოფისა და მცირე ქვედანაყოფისაგან. ქვედანაყოფები სინთეზირდება ბირთვში ბირთვით. რიბოსომები უნიკალური ხასიათისაა, რადგან ისინი შეიცავს სავალდებულო ადგილს მესენჯერი RNA– სთვის და ორ სავალდებულო ადგილს RNA– ს გადასაცემად RNA– ს ადგილას დიდ რიბოსომულ ქვედანაყოფში. მცირე რიბოსომული ქვედანაყოფი ემატება მესინჯერის რნმ-ის მოლეკულას და ერთდროულად ინიციატორის გადაცემის რნმ-ს მოლეკულა ამოიცნობს და უერთდება კოდონის გარკვეულ თანმიმდევრობას იმავე რიბოსომული RNA მოლეკულის დროს თარგმანი შემდეგ, rRNA ფუნქცია მოიცავს დიდ რიბოსომულ ქვედანაყოფს, რომელიც უერთდება ახლად წარმოქმნილ კომპლექსს, შემდეგ ორივე რიბოსომულ ქვედანაყოფს იმოგზაურეთ მესინჯერის RNA მოლეკულის გასწვრივ, რადგან ისინი თარგმნიან კოდონებს მთელ პოლიპეპტიდურ ჯაჭვში გადასვლისას მათ რიბოსომული რნმ ქმნის პეპტიდურ კავშირებს პოლიპეპტიდურ ჯაჭვში ამინომჟავებს შორის. როდესაც დამთავრებული კოდონი მიიღწევა მესენჯერის RNA მოლეკულაზე, დამთავრდება თარგმნის პროცესი და გამოიყოფა პოლიპეპტიდური ჯაჭვი გადაცემის რნმ-ის მოლეკულა, როდესაც რიბოსომა იყოფა დიდ და პატარა ქვედანაყოფებში, როგორც ეს იყო თარგმნის დასაწყისში ფაზა

დნმ-ის პროცესი რნმ-მდე და ცილების პროდუქტი შეიძლება მოხდეს საოცრად სწრაფი სიჩქარით. RNA თითქმის დაუყოვნებლივ გამოიყოფა, როდესაც ის გამოყოფს დნმ სტრიქონს. ამ გზით, რნმ – ის მრავალი ასლი შეიძლება გაკეთდეს ზუსტად იგივე გენიდან მოკლე დროში. დამატებითი რნმ-ის მოლეკულების სინთეზის დაწყება შეიძლება პირველი რნმ-ის დასრულებამდე, რათა მან სწრაფად წარმოქმნას რნმ. როდესაც რნმ-ის მოლეკულები თვალყურს ადევნებენ ერთმანეთს, მათ თითოეულში წამში 20 ნუკლეოტიდის გადაადგილება შეუძლიათ ადამიანებსა და ცხოველებში. 1000-ზე მეტი ტრანსკრიფცია შეიძლება მოხდეს ერთ გენიდან ერთ საათში.

რიბოსომული რნმ-ის დაქვეითება ყველაზე მეტი კომპონენტია რნმ-ში, რადგან ის უჯრედში მთლიანი RNA- ს 80-დან 90 პროცენტზე მეტს შეადგენს. რიბოსომული რნმ-ის დაქვეითება არის, როდესაც rRNA ნაწილობრივ ამოღებულია RNA- ს მთლიანი ნიმუშიდან, უკეთ შეისწავლეთ RNA თანმიმდევრობის რეაქცია, რათა ფოკუსირება მოახდინოთ RNA ნიმუშის სხვა ორ ნაწილზე ტრანსკრიფცია.

არსებობს რნმ-ის კიდევ სამი დამატებითი ტიპი, რომელთა წარმოება შესაძლებელია უჯრედებში. მცირე ბირთვული რნმ-ის ფუნქცია ბირთვის სხვადასხვა პროცესებში, მაგალითად, წინასწარ მესენჯერი რნმ-ის შეხამება. მცირე ბირთვიანი RNA ამუშავებს და ქიმიურად ცვლის რიბისომულ RNA- ს. RNA- ს სხვა ტიპები, რომლებიც არ არიან კოდირებადი ერთეულები, ემსახურებიან უჯრედულ პროცესებში, როგორიცაა ტელომერი სინთეზი, X ქრომოსომის ინაქტივაცია და ცილების ტრანსპორტირება ენდოპლაზმურ ქსელში კარგი უჯრედისთვის ჯანმრთელობა

RNA ვირუსს აქვს გენეტიკური მასალის ბირთვი, რომელიც მიიღება უჯრედის დნმ-სგან. მას, ჩვეულებრივ, აქვს პროტეინის დამცავი კაფსიდი და ლიპიდური კონვერტი კიდევ უფრო შემდგომი დასაცავად. RNA ვირუსი ემატება მასპინძელ უჯრედს, აღწევს მასში, აწარმოებს გენეტიკურ მასალას და ქმნის დამცავ კაფსიდს, შემდეგ უჯრედიდან გამოდის. რნმ ვირუსები ინახავს რნმ – ის გენეტიკურ მასალას და არა დნმ – ს.

ყველა ჯანმრთელი უჯრედი ინახავს გენეტიკური მასალას დნმ-ში. RNA გამოიყენება მხოლოდ მაშინ, როდესაც დნმ-ის ტირაჟირება ხდება RNA- ს შესაქმნელად და ცილების სინთეზირებისთვის, რომლებიც საჭიროა ჯანმრთელი უჯრედისთვის საცხოვრებლად. დნმ ბევრად უფრო სტაბილურია, ვიდრე რნმ, ამიტომ დნმ ძალიან მცირე შეცდომებს უშვებს, როდესაც უჯრედები იყოფა, თუმცა რნმ – ს არასტაბილურობასა და მის გამრავლებას შეუძლია მრავალი შეცდომის დაშვება და მას გამრავლებისთვის ურთიერთქმედებაც კი შეუძლია ვირუსი RNA– ს შეუძლია დაუშვას ერთი შეცდომა 10,000 ნუკლეოტიდზე ყოველ ჯერზე, მისი კოპირებისას. მას ასევე ბევრად ნაკლები შეუძლია გენეტიკური შეცდომების გამოსწორება, ვიდრე დნმ. როდესაც იმუნური სისტემა ვირუსის აღიარებას ისწავლის, იგი ქმნის ანტისხეულებს ვირუსის საწინააღმდეგოდ. ვირუსებს შეუძლიათ მუტაცია მოახდინონ, ამიტომ იმუნურმა სისტემამ არ იცის იგი და შემდეგ შეიძლება გამრავლდეს. ეს საშუალებას აძლევს RNA ვირუსებს ბევრად უფრო სწრაფად გავრცელდეს, ვიდრე დნმ ვირუსები.

გადარჩენილ ვირუსს შეუძლია RNA თანმიმდევრობით განამრავლოს თავი ახალ უჯრედებში და გამოიწვიოს ათასობით უჯრედი, რომელიც ამრავლებს ვირუსის შემცველობით. RNA ვირუსები უფრო სწრაფად ვითარდებიან, ვიდრე ნებისმიერი ცოცხალი ორგანიზმი. რნმ ვირუსით ინფიცირებული უჯრედების მუტაციის მაღალი მაჩვენებლები არ ემუქრება ვირუსის გადარჩენას.

RNA ვირუსების ორი ტიპი არსებობს. ისინი შეიძლება იყოს ერთჯაჭვიანი ან გრძნობად გაჭედილი ან დაწყვილებული, როგორც ანტისენსივი ძაფები. ორმაგი ჯაჭვისებრი ანტისენციური რნმ ვირუსები პირველ რიგში უნდა შეიცვალოს და გადათარგმნან ერთჯაჭვიანი გრძნობის რნმ-ით. ეს საშუალებას აძლევს მასპინძელ უჯრედს იყოს ისეთი ფორმა, რომლის წაკითხვა შეუძლია რიბოსომებს. გრიპის A ვირუსი საჭირო ფერმენტებს ინახავს ვირუსის ნუკლეინის მჟავას ბირთვთან ახლოს. როდესაც იგი ანტისაზმიდან გადადის გრძნობად რნმ-ში, ამის შემდეგ იგი შეიძლება წაიკითხოს უჯრედში არსებული რიბოსომების მიერ ვირუსული ცილების შესაქმნელად და გამრავლებისთვის.

ზოგიერთი რნმ ვირუსი ინახავს თავის ინფორმაციას გარკვეულ ნაწილად, ასე რომ მისი წაკითხვა შესაძლებელია უშუალოდ უჯრედის რიბოსომებში და ის ფუნქციონირებს როგორც ჩვეულებრივი მესინჯერი RNA. ამ შემთხვევაში, რიბოსომები ასინთეზებენ რნმ – ს ტრანსკრიპტს და ქმნიან ანტისენსიურ ვირუსულ უჯრედს, ასე რომ მას შეუძლია გამოიყენეთ ის, როგორც შაბლონი, უფრო ვირუსული RNA- ს სინთეზისთვის, უჯრედებისათვის საჭირო ცილებისთვის ცოცხალი ამ ტიპის ერთ-ერთი ყველაზე მომაკვდინებელი ვირუსია C ჰეპატიტი.

რეტროვირუსული მაგალითებია აივ და შიდსი. ისინი თავიანთ გენეტიკურ მასალას ინახავენ რნმ – ის სახით, მაგრამ საწინააღმდეგო ტრანსკრიფციის ფერმენტს იყენებენ, რათა დაინფიცირებულ უჯრედში მათი რნმ დნმ – ად აქციონ. ეს საშუალებას იძლევა მრავალი ასლის გაკეთება მასპინძელ უჯრედებში, ასე რომ ვირუსს შეუძლია სწრაფად დაინფიციროს დიდი რაოდენობით უჯრედები.

კორონავირუსები არის რნმ ვირუსებიც. ისინი პირველ რიგში აინფიცირებენ ზედა სასუნთქი და კუჭ-ნაწლავის ტრაქტს ადამიანებში. SARS-CoV არის სერიოზული ვირუსი, რომელიც აზიანებს როგორც ზედა სასუნთქი გზებს, ასევე ქვედა სასუნთქი გზებს და ის ასევე მოიცავს კუჭ-ნაწლავის დისტრესს. კორონავირუსები წარმოადგენს საერთო გაციების მნიშვნელოვან პროცენტს. რინოვირუსები არის გაცივების ძირითადი მიზეზი. კორონავირუსებმა შეიძლება გამოიწვიოს პნევმონიაც.

SARS მწვავე მწვავე რესპირატორული სინდრომია და ის შეიცავს RNA გენებს, რომლებიც ძალიან ნელა მუტაციას ახდენენ. SARS გადაეცემა სუნთქვის წვეთებიდან ჰაერში ცემინებისგან ან ხველისგან სხვების დასნებოვნების მიზნით.

ნოროვირუსული ინფექციები ცნობილი გახდა იმით, რომ საკრუიზო გემებზე გამოჩნდნენ და მათ ნორვაკის მსგავსი ვირუსები უწოდეს. ეს იწვევს გასტროენტერიტს და ის ერთიდან მეორეზე ვრცელდება ფეკალურ-ორალური გზით. თუ დაინფიცირებული ადამიანი მუშაობს სამზარეულოში, მას შეუძლია დააბინძუროს საკვები ვირუსის ხელში და არ გამოიყენოს ხელთათმანები.