Kokios yra iRNR ir tRNR funkcijos?

Ribonukleino rūgštis (RNR) yra cheminis junginys, egzistuojantis ląstelėse ir virusuose. Ląstelėse jį galima suskirstyti į tris kategorijas: ribosominė (rRNR), „Messenger“ (mRNR) ir perkėlimo (tRNR). Nors visas tris RNR rūšis galima rasti ribosomose, ląstelių baltymų gamyklose, šiame straipsnyje daugiausia dėmesio skiriama pastarosioms dviem, kurios randamos ne tik ribosomos, tačiau laisvai egzistuoja ląstelės branduolyje (ląstelėse, turinčiose branduolius) ir citoplazmoje - pagrindiniame ląstelės skyriuje tarp branduolio ir ląstelės membrana. Tačiau trys RNR tipai veikia kartu.

iRNR ir tRNR egzistuoja grandinėse, susidedančiose iš statybinių blokų, vadinamų RNR nukleotidais. Kiekvieną iš šių statybinių nukleotidų sudaro cukrus, vadinamas riboze, didelės energijos cheminė grupė, vadinama fosfatu, ir vienas iš keturių galimų „azoto bazių“ žiedinės arba dvigubo žiedo struktūros, kurių fonas yra pastatytas ne tik iš anglies atomų, bet ir iš daugelio azoto atomų (žr. paveikslas). Nukleotidai jungiasi tarpusavyje fosfatų ir cukraus grupėmis, kurios sudaro „pagrindą“, prie kurio yra prijungtos azoto bazės, po vieną kiekvienam ribozės cukrui.

Daugeliu atvejų RNR yra keturios bazės. Dviejuose iš jų, adenine (A) ir guanine (G), yra du cheminiai žiedai ir jie vadinami purinais. Kiti du, kurių kiekvienas turi vieną cheminį žiedą, yra citozinas (C) ir uracilas (U), ir jie vadinami pirimidinais.

iRNR ir tRNR yra sintetinamos procesais, vadinamais „bazių suporavimu“ ir „transkripcija“, kur RNR grandinė yra išdėstyta šalia dezoksiribonukleino rūgšties (DNR) grandinės. Bakterijose ir archėjose, dviejuose iš trijų pagrindinių Žemės gyvenimo padalijimų, vyksta RNR sintezė palei vieną chromosomą (ir organizuotą struktūrą, susidedančią iš DNR grandinės ir įvairių baltymai). Kitame gyvenimo skyriuje, eukarioje, RNR sintezė vyksta branduolyje, kur DNR yra supakuota vienoje iš daugiau chromosomų. Tiek mRNR, tiek tRNR yra informacijos apie keturių galimų bazių specifines sekas kiekviename jų nukleotide. Šios sekos savo ruožtu yra sintetinamos remiantis DNR nukleotidų seka, būtent DNR dalis (vadinama genu), kuri buvo naudojama RNR grandinei sintetinti bazės poravimo metu procesą.

Kiekvienoje mRNR molekulėje ar grandinėje yra instrukcijos, kaip sujungti kelias „aminorūgštis“ į peptido grandinę, kuri tampa baltymu. Kaip ir nukleotidai yra RNR blokai, taip ir aminorūgštys yra baltymų blokai. Evoliucija sukūrė „genetinį kodą“, kuriame kiekviena iš 20 amino rūgščių yra koduojama trijų azoto bazių RNR nukleotiduose. Taigi kiekvienas RNR nukleotidų tripletas atitinka vieną aminorūgštį ir nukleotidų seką diktuoja aminorūgščių, kurios bus susietos su baltymą gaminančia peptido grandine, seką. Kai kuriais atvejais aminorūgštis gali būti pavaizduota keliais nukleotidų tripletais, vadinamais kodonais, kiekvienas RNR kodonas reiškia tik vieną aminorūgštį. Dėl šios priežasties sakoma, kad genetinis kodas yra „išsigimęs“.

Nors iRNR yra „pranešimas“, kaip suskaidyti aminorūgštis į grandinę, tRNR yra tikrasis vertėjas. RNR kalbos vertimas į baltymų kalbą yra įmanomas, nes jų yra daug tRNR formos, kurios kiekviena žymi aminorūgštį (baltymo statybinį bloką) ir gali prisijungti prie RNR kodonas. Taigi, pavyzdžiui, aminorūgšties alanino tRNR molekulė turi alanino sritį arba prisijungimo vietą ir kitą trijų RNR nukleotidų - kodono - alanino prisijungimo vietą.

RNR kodono sekų pavertimo aminorūgščių sekomis, taigi ir į specifinius baltymus, procesas iš tikrųjų vadinamas „vertimu“. Tai pasireiškia ribosomose, kurios yra pagamintos iš rRNR ir įvairių baltymai. Verčiant, iRNR grandinė praeina per ribosomą, kaip senų laikų kasetinė juosta, judanti per juostos skaitytuvą. Kai MRNR juda, tRNR molekulės, turinčios tinkamą aminorūgštį, prisijungia prie RNR kodono, prie kurio jos yra suderintos, ir sujungiama aminorūgščių seka.