Hva er funksjonene til mRNA og tRNA?

Ribonukleinsyre (RNA) er en kjemisk forbindelse som finnes i celler og virus. I celler kan den deles inn i tre kategorier: Ribosomal (rRNA), Messenger (mRNA) og Transfer (tRNA). Selv om alle tre typer RNA kan bli funnet i ribosomer, proteinfabrikkene til celler, fokuserer denne artikkelen på de to sistnevnte, som ikke bare finnes i ribosomer, men eksisterer fritt i cellekjernen (i celler som har kjerner) og i cytoplasma, det viktigste celleområdet mellom kjernen og cellen membran. De tre typene RNA fungerer imidlertid sammen.

mRNA og tRNA eksisterer i kjeder som består av byggesteiner kalt RNA-nukleotider. Hver av disse bygningsnukleotidene består av et sukker som kalles ribose, en høyenergisk kjemisk gruppe, kalt fosfat, og en av fire mulige "nitrogenholdige baser" ringede eller dobbeltringede strukturer hvis bakgrunn ikke bare er bygget fra karbonatomer, men også fra mange nitrogenatomer (se figur). Nukleotider forbinder med hverandre ved hjelp av fosfat- og sukkergruppene, som danner en "ryggrad" som de nitrogenholdige basene er festet til, en for hvert ribosesukker.

I de fleste tilfeller finnes fire baser i RNA. To av disse, adenin (A) og guanin (G), inneholder to kjemiske ringer og kalles puriner. De to andre, som hver inneholder en kjemisk ring, er cytosin (C) og uracil (U), og de kalles pyrimidiner.

mRNA og tRNA syntetiseres gjennom prosesser som kalles "baseparring" og "transkripsjon", hvor en kjede av RNA er lagt ned, ved siden av en streng av deoksyribonukleinsyre (DNA). I bakterier og archaea, to av de tre hoveddelene av livet på jorden, finner RNA-syntese sted langs et enkelt kromosom (og organisert struktur bestående av en streng av DNA og forskjellige proteiner). I den andre delingen av livet, eukarya, finner RNA-syntese sted i kjernen, der DNA er pakket i en av flere kromosomer. Både mRNA og tRNA inneholder informasjon i form av spesifikke sekvenser av de fire mulige basene i hver av deres nukleotider. Disse sekvensene blir i sin tur syntetisert basert på sekvensen av nukleotider i DNA, spesielt seksjon av DNA (kalt genet) som ble brukt til å syntetisere RNA-strengen under baseparringen prosess.

Hvert molekyl, eller kjede, av mRNA har instruksjoner om hvordan man kobler flere "aminosyrer" til en peptidkjede, som blir et protein. På samme måte som nukleotider er byggesteiner for RNA, er aminosyrer byggesteiner for proteiner. Evolusjon har produsert en "genetisk kode" der hver av livets 20 aminosyrer er kodet for av en serie på tre nitrogenholdige baser i RNA-nukleotider. Dermed tilsvarer hver triplett av RNA-nukleotider en aminosyre, og sekvensen av nukleotider dikterer sekvensen av aminosyrer som vil bli koblet til peptidkjeden som lager et protein. Mens i noen tilfeller en aminosyre kan representeres av flere nukleotidtripletter, kalt kodoner, representerer hvert kodon på RNA bare en aminosyre. Av denne grunn sies den genetiske koden å være "degenerert."

Mens mRNA inneholder "meldingen" om hvordan man sekvenserer aminosyrer i en kjede, er tRNA selve oversetteren. Oversettelse av RNA-språket til proteinspråket er mulig, fordi det er mange former av tRNA, som hver representerer en aminosyre (proteinbyggestein) og er i stand til å knytte seg til et RNA kodon. Således har for eksempel tRNA-molekylet for aminosyren alanin et område eller bindingssted for alanin og et annet bindingssted for de tre RNA-nukleotidene, kodonet, for alanin.

Prosessen med å oversette RNA-kodonsekvenser til aminosyresekvenser og dermed til spesifikke proteiner faktisk kalles "oversettelse". Det forekommer i ribosomer, som er laget av rRNA og en rekke proteiner. Under oversettelse passerer en streng mRNA gjennom et ribosom, som et gammeldags kassettbånd som beveger seg gjennom en båndleser. Når mRNA beveger seg gjennom, binder tRNA-molekyler som bærer den passende aminosyren til RNA-kodonet som de er matchet med, og sekvensen av aminosyrer blir satt sammen.