Każda żywa komórka zawiera DNA zbudowane z czterech cegiełek zwanych nukleotydami. Sekwencja nukleotydów określa geny, które kodują białka i RNA, których komórki potrzebują do wzrostu i reprodukcji. Każda nić DNA jest utrzymywana jako pojedyncza kopia na komórkę, podczas gdy geny znajdujące się na chromosomie są często transkrybowane na wiele kopii RNA.
Trzy główne typy RNA
Do pełnienia funkcji biologicznych komórki potrzebują trzech głównych typów RNA: mRNA, tRNA i rRNA. Typ, który służy jako matryca do wytwarzania białka to mRNA, podczas gdy tRNA i rRNA pomagają w syntezie białek. Maszyny komórkowe, które syntetyzują białka, nazywane są rybosomami, są to duże kompleksy złożone z kilku różnych cząsteczek rRNA i ponad 50 białek. Kiedy cząsteczka mRNA łączy się z rybosomem, tRNA dopasowuje matrycę mRNA do aminokwasów tworzących białko. Zadaniem rRNA jest pomoc w reakcji chemicznej tworzenia wiązań między aminokwasami.
Komórki zawierają wiele rybosomów
Typowa komórka zwierzęca zawiera średnio od 8 do 10 miliardów cząsteczek białka. Każde białko musi być syntetyzowane na rybosomie, więc oczywiście wymagana jest duża liczba rybosomów. Szybko dzieląca się komórka może mieć do 10 milionów rybosomów.
Rybosomy zawierają rRNA
Rybosomy składają się z dwóch części, zwanych podjednostkami, które łączą się wokół cząsteczki mRNA, aby zsyntetyzować białko. Ponad 50 białek w rybosomie nadaje rybosomie jego kształt i strukturę. Białka te są zorganizowane wokół czterech dużych cząsteczek rRNA, które również nadają strukturę rybosomów i pomagają katalizować reakcję chemiczną łączenia dwóch aminokwasów. Rybosomy są konstruowane w jądrze komórki, gdzie znajduje się DNA. W jądrze rRNA jest transkrybowany z DNA i przetwarzany na fragmenty, które są włączane wraz z białkiem, tworząc rybosomy. Prawie ukończone rybosomy są eksportowane z jądra do cytoplazmy komórki, gdzie ich składanie się kończy, a następnie mogą rozpocząć translację mRNA na białko.
Transkrypcja rRNA
Tak dużo rRNA jest potrzebne do wytworzenia do 10 milionów rybosomów wymaganych przez komórkę, że geny rRNA są powtarzane w tandemie na DNA w sposób „od głowy do ogona”. W DNA typowej komórki zwierzęcej znajduje się w sumie około 100 kopii głównych genów rRNA. Te tandemowo powtarzane geny są potrzebne, aby zaspokoić ogromne zapotrzebowanie na rybosomy. Ale nawet przy 100 kopiach tych genów komórki muszą nadal transkrybować bardzo wiele kopii rRNA, aby wyprodukować odpowiednią liczbę rybosomów. Dlatego istnieje wiele kopii rRNA na każdą kopię genu rRNA na komórkę.