RRNA: Hva er det?

Proteinsyntese er en viktig prosess i alle eukaryote celler, da proteinet danner strukturelle komponenter i hver celle og er viktig for livet. Protein kalles ofte byggesteinen for celler. Tre hovedformer av RNA eksisterer - messenger-RNA, overførings-RNA og ribosomalt RNA. DNA styrer alle cellens aktiviteter, og det syntetiseres når cellen trenger mer protein. Små biter av DNA blir endret til RNA gjennom prosessen med proteinsyntese.

Når en celle følger dens genetiske instruksjoner, kopierer den en del av DNA som et gen for å endre det til et RNA-nukleotid. RNA skiller seg fra DNA på to forskjellige måter. Nukleotidene i RNA er laget av sukkerribosen og kalles ribonukleotider. DNA har deoksyribose som sukkerinnhold. RNA har de samme basene som DNA av adenin, guanin og cytosin, men det har basen eller uracil i stedet for tyminet som er i DNA. Strukturen til DNA og RNA er vidt forskjellige, da DNA er en dobbeltstrenget helix og RNA er enkeltstrenget. RNA-kjeder kan brettes i et bredt spekter av mange former på samme måte som en polypeptidkjede brettes opp for å danne et proteins endelige form.

Det er tre hovedtyper av RNA som produseres som molekyler i kjernen til humane og dyreceller. RNA er også lokalisert i cytoplasmaet til en celle. En celles cytoplasma er alt innholdet utenfor kjernen som er omsluttet av den enkelte cellemembran. De tre hovedtypene av RNA er messenger-RNA, overførings-RNA og ribosomalt RNA, eller rRNA. Hver av de tre typene RNA har en tydelig rolle i proteinsyntese av transkripsjon, dekoding og oversettelse av den genetiske koden som begynner med DNA.

Transkripsjon er det første trinnet i proteinsyntese der messenger RNA spiller en veldig viktig rolle. Messenger RNA er ustabilt og lever ikke lenge i en celle for å sikre at proteiner bare blir laget når de er nødvendige for vekst eller reparasjon av celler. Transkripsjon er når den genetiske informasjonen i DNA i en celle endres til en melding i form av RNA. Proteiner av transkripsjonsfaktorer slapper av DNA-strengen for å gjøre det mulig for enzymet RNA-polymerase å transkribere en enkelt DNA-streng. DNA er laget av fire nukleotidbaser av adenin, guanin, cytosin og tymin. De kombineres i par adenin pluss guanin og cytosin pluss tymin. Når RNA transkriberer DNA i et messenger RNA-molekyl, pares adenin med uracil og cytosin med guanin. På slutten av transkripsjonsprosessen transporteres messenger RNA ut av kjernen og inn i cytoplasmaet.

Neste er oversettelsesprosessen, der overførings-RNA spiller en viktig rolle i proteinsyntese. Overførings-RNA er den minste typen RNA og er vanligvis omtrent 70 til 90 nukleotider lange. Det oversetter meldingen i nukleotidsekvensene til messenger RNA til sekvenser av aminosyrer. Aminosyrer kobles sammen med andre aminosyrer for å danne proteiner, som er nødvendige for alle cellefunksjoner. Proteiner er dannet av et sett med 20 aminosyrer. Overførings-RNA er i samme form som et kløverblad med tre hårnålssløkker i. Overførings-RNA har et aminosyrefesteområde i den ene enden av det og en seksjon i midtløkken som kalles antikodonstedet. Antikodonsiden gjenkjenner kodonene på messenger RNA. Et kodon har tre kontinuerlige nukleotidbaser som lager en aminosyre og signaliserer slutten på oversettelsesprosessen. Overførings-RNA og ribosomene leser messenger-RNA-kodonene for å produsere en polypeptidkjede, som gjennomgår flere endringer før det kan bli et fullt fungerende protein.

Ribosomalt RNA (eller rRNA) har en spesifikk funksjon. Ribosomer er laget av ribosomale proteiner og ribosomalt RNA. Ribosomalt RNA utgjør omtrent 60 prosent av ribosomets masse. De består vanligvis av en stor underenhet og en liten underenhet. Underenhetene syntetiseres i kjernen av kjernen. Ribosomer er unike i sin natur, ettersom de inneholder et bindingssted for messenger-RNA og to bindingssteder for overføring av RNA i RNA-stedet i den store ribosomale underenheten. En liten ribosomal underenhet festes til et messenger-RNA-molekyl og samtidig en initiatoroverførings-RNA molekylet gjenkjenner og binder seg til en viss kodonsekvens på det samme ribosomale RNA-molekylet under oversettelse. Deretter inkluderer rRNA-funksjonen en stor ribosomal underenhet som slutter seg til det nydannede komplekset, og begge ribosomale underenhetene reise langs messenger-RNA-molekylet når de oversetter kodonene i hele polypeptidkjeden når de passerer dem. Ribosomalt RNA skaper peptidbindinger mellom aminosyrer i polypeptidkjeden. Når et termineringskodon er nådd på messenger-RNA-molekylet, vil oversettelsesprosessen slutte og polypeptidkjeden frigjøres fra overførings-RNA-molekylet på hvilket tidspunkt ribosomet deler seg opp i store og små underenheter slik de var i begynnelsen av oversettelsen fase.

Prosessen med DNA til RNA og produktet av proteiner kan skje i utrolig rask hastighet. RNA frigjøres nesten umiddelbart når det skiller seg fra DNA-strengen. På denne måten kan mange RNA-kopier lages fra nøyaktig samme gen på kort tid. Syntesen av ytterligere RNA-molekyler kan startes før det første RNA er fullført, slik at det raskt kan produsere RNA. Når RNA-molekylene følger hverandre tett, kan de hver bevege seg rundt 20 nukleotider per sekund hos mennesker og dyr. Over 1000 transkripsjoner kan forekomme i løpet av en time fra et enkelt gen.

Ribosomal RNA-utarmning er den mest utbredte komponenten i RNA, da den utgjør flertallet på over 80 til 90 prosent av total RNA i en celle. Ribosomal RNA-utarmning er når rRNA delvis fjernes fra en hel RNA-prøve for å studer bedre RNA-sekvenseringsreaksjonen for å fokusere på de to andre delene av en RNA-prøve i transkripsjon.

Det er ytterligere tre typer RNA som kan produseres i celler. Liten kjernefysisk RNAs funksjon i en rekke prosesser i kjernen, slik som å spleise RNA før pre-messenger. Små nukleolare RNA prosesser og modifiserer kjemisk det ribisomale RNA. Andre typer RNA som ikke er kodende enheter tjener til å fungere i cellulære prosesser som telomer syntese, inaktivering av X-kromosom og transport av proteiner til endoplasmatisk retikulum for god celle Helse.

Et RNA-virus har en kjerne av genetisk materiale som er hentet fra DNA i en celle. Den har vanligvis en beskyttende kapsid av protein og en lipidkappe for enda lenger beskyttelse. Et RNA-virus fester seg til en vertscelle, trenger inn i den, reproduserer det genetiske materialet og skaper den beskyttende kapsiden som deretter kommer ut av cellen. RNA-virus lagrer genetisk materiale av RNA og ikke DNA.

Alle sunne celler lagrer genetisk materiale i DNA. RNA brukes bare når DNA replikeres for å danne RNA og syntetisere proteiner som en sunn celle trenger for å leve. DNA er mye mer stabilt enn RNA, så DNA gjør veldig få feil når celler deler seg, men ustabilitet av RNA og dets replikering kan gjøre mange feil, og det kan til og med samhandle med seg selv for å formere seg et virus. RNA kan utgjøre en feil over 10 000 nukleotider hver gang den kopieres. Det er også mye mindre i stand til å korrigere genetiske feil enn DNA. Når et immunsystem lærer å gjenkjenne et virus, danner det antistoffer for å bekjempe viruset. Virus kan mutere slik at immunforsvaret ikke kan gjenkjenne det, og deretter kan det formere seg. Dette gjør at RNA-virus sprer seg mye raskere enn DNA-virus.

Et virus som overlever kan reprodusere seg selv i nye celler gjennom RNA-sekvensen og resultere i tusenvis av celler som det reproduserer og inneholder viruset. RNA-virus utvikler seg raskere enn noen faktisk levende organisme. Høye mutasjonsgrader av RNA-virusinfiserte celler truer ikke virusets overlevelse.

To typer RNA-virus eksisterer. De kan være enkeltstrengede eller fornemme strandede eller sammenkoblet som antisense-tråder. De dobbeltstrengede antisens-RNA-virusene må først endres og oversette seg til enkeltstrenget sense-RNA. Dette gjør at vertscellen kan være i en form som ribosomene kan lese. Influensa A-virus holder de nødvendige enzymene nær nukleinsyrekjernen i viruset. Når den skifter fra en antisense til en sense RNA, kan den deretter leses av ribosomene i cellen for å bygge virale proteiner og replikere.

Noen RNA-virus lagrer informasjonen i en forstandsstreng, slik at den kan leses direkte av cellens ribosomer, og den fungerer som et vanlig messenger-RNA. I dette tilfellet syntetiserer ribosomene RNA-transkripsjonen og lager en antisense viral celle slik at den kan bruk den som en mal for å syntetisere mer virale RNA sammen med de nødvendige proteinene som cellene kan bo. En av de mest dødelige virusene av denne typen er hepatitt C.

Eksempler på retrovirus er hiv og aids. De lagrer genetisk materiale i form av RNA, men de bruker revers transkripsjonsenzym for å gjøre RNA til DNA i den infiserte cellen. Dette gjør at mange kopier kan lages i vertscellene, slik at viruset raskt kan infisere en stor mengde celler.

Koronavirus er også RNA-virus. De infiserer primært øvre luftveier og mage-tarmkanaler hos mennesker. SARS-CoV er et alvorlig virus som infiserer både øvre luftveier og nedre luftveier, og det inkluderer også gastrointestinale plager. Koronavirus er en betydelig prosentandel av all forkjølelse. Rhinovirus er den viktigste årsaken til forkjølelse. Conronavirus kan også føre til lungebetennelse.

SARS er alvorlig akutt respiratorisk syndrom og inneholder RNA-gener som muterer veldig sakte. SARS overføres av luftveisdråper i luften fra nysing eller hoste for å smitte andre.

Norovirusinfeksjoner ble kjent for å dukke opp på cruiseskip og bli kalt Norwalk-lignende virus. Disse forårsaker gastroenteritt, og det spres fra en person til en annen via fekal-oral vei. Hvis en smittet person jobber på et kjøkken, kan de forurense maten ved å ha viruset på hendene og ikke bruke hansker.