Kādas ir mRNS un tRNS funkcijas?

Ribonukleīnskābe (RNS) ir ķīmisks savienojums, kas pastāv šūnās un vīrusos. Šūnās to var iedalīt trīs kategorijās: Ribosomālā (rRNS), Messenger (mRNS) un Transfer (tRNS). Lai gan visi trīs RNS veidi ir atrodami ribosomās, šūnu olbaltumvielu rūpnīcās, šis raksts koncentrējas uz pēdējiem diviem, kas atrodami ne tikai ribosomās, bet brīvi eksistē šūnu kodolā (šūnās, kurām ir kodoli) un citoplazmā, kas ir galvenais šūnu nodalījums starp kodolu un šūnu membrāna. Trīs RNS veidi tomēr darbojas saskaņoti.

mRNS un tRNS pastāv ķēdēs, kas sastāv no celtniecības blokiem, ko sauc par RNS nukleotīdiem. Katru no šiem celtniecības nukleotīdiem veido cukurs, ko sauc par ribozi, augstas enerģijas ķīmiskā grupa, ko sauc par fosfātu, un viens no četriem iespējamiem "slāpekļa bāzes" gredzenveida vai dubultgredzenveida struktūras, kuru fons ir veidots ne tikai no oglekļa atomiem, bet arī no daudziem slāpekļa atomiem (sk. attēls). Nukleotīdi savā starpā savienojas ar fosfātu un cukura grupām, kas veido "mugurkaulu", kuram pievienotas slāpekļa bāzes, pa vienam katram ribozes cukuram.

Vairumā gadījumu RNS ir atrodamas četras bāzes. Divos no tiem, adenīnā (A) un guanīnā (G), ir divi ķīmiski gredzeni, un tos sauc par purīniem. Pārējie divi, katrs satur vienu ķīmisko gredzenu, ir citozīns (C) un uracils (U), un tos sauc par pirimidīniem.

mRNS un tRNS tiek sintezēti, izmantojot procesus, ko sauc par "bāzes savienošanu pārī" un "transkripciju", kur blakus dezoksiribonukleīnskābes (DNS) virknei ir nolikta RNS ķēde. Baktērijās un arhejās, kas ir divas no trim galvenajām dzīves daļām uz Zemes, notiek RNS sintēze gar vienu hromosomu (un organizētu struktūru, kas sastāv no DNS virknes un dažādām olbaltumvielas). Citā dzīves dalījumā, eikarya, RNS sintēze notiek kodolā, kur DNS ir iesaiņota vienā no vairākām hromosomām. Gan mRNS, gan tRNS satur informāciju četru iespējamo bāzu specifisku secību veidā katrā no to nukleotīdiem. Šīs secības savukārt tiek sintezētas, pamatojoties uz nukleotīdu secību DNS, īpaši uz DNS sadaļa (saukta par gēnu), kas tika izmantota RNS virknes sintezēšanai bāzes savienošanas laikā process.

Katra mRNS molekula vai ķēde satur instrukcijas, kā savienot vairākas "aminoskābes" peptīdu ķēdē, kas kļūst par olbaltumvielu. Tāpat kā nukleotīdi ir RNS pamatelementi, aminoskābes ir olbaltumvielu pamatelementi. Evolution ir radījis "ģenētisko kodu", kurā katru no 20 dzīves aminoskābēm kodē trīs slāpekļa bāzes RNS nukleotīdos. Tādējādi katrs RNS nukleotīdu triplets atbilst vienai aminoskābei un nukleotīdu secībai nosaka aminoskābju secību, kas tiks savienota ar peptīdu ķēdi, kas veido olbaltumvielu. Lai gan dažos gadījumos aminoskābi var attēlot ar vairākiem nukleotīdu tripletiem, ko sauc par kodoniem, katrs RNS kodons pārstāv tikai vienu aminoskābi. Šī iemesla dēļ ģenētiskais kods tiek uzskatīts par "deģenerētu".

Kaut arī mRNS satur "ziņojumu" par aminoskābju secības noteikšanu ķēdē, tRNS ir faktiskais tulks. RNS valodas tulkošana olbaltumvielu valodā ir iespējama, jo to ir daudz tRNS formas, no kurām katra pārstāv aminoskābi (olbaltumvielu celtniecības bloku) un spēj saistīties ar RNS kodons. Tā, piemēram, aminoskābes alanīna tRNS molekulā ir laukuma vai saistīšanās vieta alanīnam un vēl viena saistīšanās vieta trim RNS nukleotīdiem, kodonam, alanīnam.

RNS kodona sekvences tulkošanas process aminoskābju secībās un tādējādi specifiskos proteīnos faktiski sauc par "tulkošanu". Tas notiek ribosomās, kas izgatavotas no rRNS un dažādiem olbaltumvielas. Tulkošanas laikā mRNS virkne iziet cauri ribosomai, tāpat kā vecās modes kasešu lente, kas pārvietojas caur lentes lasītāju. Kad mRNS pārvietojas, tRNS molekulas, kas satur atbilstošu aminoskābi, saistās ar RNS kodonu, kuram tās ir pieskaņotas, un aminoskābju secība tiek salikta kopā.