Synteza białka jest ważnym procesem we wszystkich komórkach eukariotycznych, ponieważ białko tworzy składniki strukturalne każdej komórki i jest niezbędne do życia. Białko jest często nazywane budulcem komórek. Istnieją trzy główne formy RNA — informacyjny RNA, transferowy RNA i rybosomalny RNA. DNA kontroluje wszystkie czynności komórki i jest syntetyzowane, gdy komórka potrzebuje więcej białka. Małe fragmenty DNA są zamieniane w RNA w procesie syntezy białek.
Czy RNA jest zrobione z DNA?
Kiedy komórka postępuje zgodnie z instrukcjami genetycznymi, kopiuje część DNA jako gen, aby zmienić go na nukleotyd RNA. RNA różni się od DNA na dwa różne sposoby. Nukleotydy w RNA zbudowane są z rybozy cukrowej i nazywane są rybonukleotydami. DNA zawiera dezoksyrybozę jako zawartość cukru. RNA ma te same zasady co DNA adeniny, guaniny i cytozyny, ale zawiera zasadę lub uracyl zamiast tyminy, która znajduje się w DNA. Struktura DNA i RNA jest bardzo różna, ponieważ DNA jest dwuniciową helisą, a RNA jednoniciową. Łańcuchy RNA mogą składać się w wiele różnych kształtów w ten sam sposób, w jaki składa się łańcuch polipeptydowy, tworząc ostateczny kształt białka.
Ile jest głównych typów RNA?
Istnieją trzy główne typy RNA, które są wytwarzane jako cząsteczki w jądrze komórek ludzkich i zwierzęcych. RNA znajduje się również w cytoplazmie komórki. Cytoplazma komórki to cała zawartość poza jądrem, która jest otoczona przez pojedynczą błonę komórkową. Trzy główne typy RNA to informacyjny RNA, transferowy RNA i rybosomalny RNA lub rRNA. Każdy z trzech typów RNA odgrywa odrębną rolę w syntezie białek w transkrypcji, dekodowaniu i translacji kodu genetycznego, który zaczyna się od DNA.
Jaki jest proces syntezy białek?
Transkrypcja to pierwszy etap syntezy białek, w którym bardzo ważną rolę odgrywa informacyjne RNA. Komunikator RNA jest niestabilny i nie żyje długo w komórce, dzięki czemu białka powstają tylko wtedy, gdy są potrzebne do wzrostu lub naprawy komórek. Transkrypcja ma miejsce, gdy informacja genetyczna w DNA komórki zostaje zmieniona na wiadomość w postaci RNA. Białka czynników transkrypcyjnych rozwijają nić DNA, aby umożliwić enzymatycznej polimerazie RNA transkrypcję pojedynczej nici DNA. DNA składa się z czterech zasad nukleotydowych: adeniny, guaniny, cytozyny i tyminy. Są one łączone w pary adenina plus guanina i cytozyna plus tymina. Kiedy RNA dokonuje transkrypcji DNA w cząsteczkę informacyjnego RNA, adenina łączy się z parami uracylu, a cytozyna z guaniną. Pod koniec procesu transkrypcji informacyjne RNA jest transportowane z jądra do cytoplazmy.
Dalej jest proces translacji, podczas którego transfer RNA odgrywa ważną rolę w syntezie białek. Transferowy RNA jest najmniejszym rodzajem RNA i ma zwykle długość około 70 do 90 nukleotydów. Tłumaczy wiadomość w sekwencjach nukleotydowych informacyjnego RNA na sekwencje aminokwasów. Aminokwasy łączą się z innymi aminokwasami, tworząc białka potrzebne do wszystkich funkcji komórki. Białka powstają z zestawu 20 aminokwasów. Transferowe RNA ma taki sam kształt jak koniczyna z trzema pętlami spinki do włosów. Transferowy RNA ma miejsce przyłączenia aminokwasu na jednym końcu i odcinek w środkowej pętli, który nazywa się miejscem antykodonu. Miejsce antykodonu rozpoznaje kodony na informacyjnym RNA. Kodon ma trzy ciągłe zasady nukleotydowe, które tworzą aminokwas i sygnalizują koniec procesu translacji. Transferowy RNA i rybosomy odczytują kodony informacyjnego RNA, aby wytworzyć łańcuch polipeptydowy, który przechodzi kilka zmian, zanim stanie się w pełni funkcjonującym białkiem.
Rybosomalny RNA (lub rRNA) ma specyficzną funkcję. Rybosomy składają się z białek rybosomalnych i rybosomalnego RNA. Rybosomalny RNA stanowi około 60 procent masy rybosomu. Zwykle składają się z dużej pododdziału i małej pododdziału. Podjednostki są syntetyzowane w jądrze przez jąderko. Rybosomy mają unikalny charakter, ponieważ zawierają miejsce wiązania dla informacyjnego RNA i dwa miejsca wiązania dla transferu RNA w lokalizacji RNA w dużej podjednostce rybosomalnej. Mała podjednostka rybosomalna przyłącza się do cząsteczki informacyjnego RNA i jednocześnie inicjatora transferu RNA cząsteczka rozpoznaje i wiąże się z określoną sekwencją kodonów na tej samej cząsteczce rybosomalnego RNA podczas tłumaczenie. Następnie funkcja rRNA obejmuje dużą podjednostkę rybosomalną, która łączy się z nowo utworzonym kompleksem, a następnie obie podjednostki rybosomalne podróżują wzdłuż cząsteczki informacyjnego RNA, gdy tłumaczą kodony w całym łańcuchu polipeptydowym, gdy przechodzą im. Rybosomalny RNA tworzy wiązania peptydowe między aminokwasami w łańcuchu polipeptydowym. Po osiągnięciu kodonu terminacji w cząsteczce informacyjnego RNA, proces translacji zakończy się, a łańcuch polipeptydowy zostanie uwolniony z transferowa cząsteczka RNA, w której rybosom dzieli się z powrotem na duże i małe podjednostki, tak jak na początku translacji faza.
Jak długo trwa proces syntezy białek?
Proces od DNA do RNA i produktu białek może zachodzić w zadziwiająco szybkim tempie. RNA jest uwalniane niemal natychmiast po oddzieleniu się od nici DNA. W ten sposób w krótkim czasie można wykonać wiele kopii RNA z dokładnie tego samego genu. Syntezę dodatkowych cząsteczek RNA można rozpocząć przed ukończeniem pierwszego RNA, aby mógł szybko wytworzyć RNA. Kiedy cząsteczki RNA podążają blisko siebie, każda z nich może poruszać się około 20 nukleotydów na sekundę u ludzi i zwierząt. W ciągu godziny z jednego genu może nastąpić ponad 1000 transkrypcji.
Co to jest wyczerpanie rRNA?
Ubytek rybosomalnego RNA jest najliczniejszym składnikiem RNA, ponieważ stanowi większość ponad 80 do 90 procent całkowitego RNA w komórce. Ubytek rybosomalnego RNA ma miejsce, gdy rRNA jest częściowo usuwany z całej próbki RNA, aby lepiej zbadaj reakcję sekwencjonowania RNA, aby skupić się na pozostałych dwóch częściach próbki RNA w transkrypcja.
Jakie są inne typy RNA wytwarzane w komórkach?
Istnieją jeszcze trzy dodatkowe typy RNA, które mogą być wytwarzane w komórkach. Funkcja małego jądrowego RNA w różnych procesach jądra, takich jak splicing pre-messenger RNA. Mały jąderkowy RNA przetwarza i chemicznie modyfikuje rybosomalny RNA. Inne typy RNA, które są jednostkami niekodującymi, służą do funkcjonowania w procesach komórkowych, takich jak telomery synteza, inaktywacja chromosomu X i transport białek do retikulum endoplazmatycznego dla dobrej komórki zdrowie.
Czym są wirusy RNA?
Wirus RNA zawiera rdzeń materiału genetycznego, który uzyskuje się z DNA komórki. Zwykle ma ochronny kapsyd białka i otoczkę lipidową dla jeszcze większej ochrony. Wirus RNA przyczepia się do komórki gospodarza, penetruje ją, reprodukuje materiał genetyczny i tworzy ochronny kapsyd, a następnie wyłania się z komórki. Wirusy RNA przechowują materiał genetyczny RNA, a nie DNA.
Wszystkie zdrowe komórki przechowują materiał genetyczny w DNA. RNA jest używane tylko wtedy, gdy DNA jest replikowane w celu utworzenia RNA i syntezy białek potrzebnych zdrowej komórce do życia. DNA jest znacznie bardziej stabilne niż RNA, więc DNA popełnia bardzo mało błędów, gdy komórki się dzielą, jednak niestabilność RNA i jego replikacja może powodować wiele błędów, a nawet może oddziaływać ze sobą, aby się rozmnażać wirus. RNA może popełnić do jednego błędu na ponad 10 000 nukleotydów za każdym razem, gdy jest kopiowane. Jest również znacznie mniej zdolny do korygowania błędów genetycznych niż DNA. Kiedy układ odpornościowy uczy się rozpoznawać wirusa, wytwarza przeciwciała, które mają z nim walczyć. Wirusy mogą mutować, więc układ odpornościowy nie może ich rozpoznać, a następnie może się rozmnażać. Dzięki temu wirusy RNA rozprzestrzeniają się znacznie szybciej niż wirusy DNA.
Wirus, który przeżyje, może rozmnażać się w nowych komórkach poprzez sekwencję RNA i skutkować rozmnażaniem się tysięcy komórek zawierających wirusa. Wirusy RNA ewoluują szybciej niż jakikolwiek żywy organizm. Wysokie wskaźniki mutacji komórek zakażonych wirusem RNA nie zagrażają przetrwaniu wirusa.
Istnieją dwa typy wirusów RNA. Mogą to być nici jednoniciowe lub nici sensowne lub sparowane jako nici antysensowne. Wirusy z dwuniciowym antysensownym RNA muszą najpierw zmienić się i przetłumaczyć na jednoniciowy sensowny RNA. Dzięki temu komórka gospodarza może mieć postać, którą mogą odczytać rybosomy. Wirus grypy A utrzymuje potrzebne enzymy blisko rdzenia kwasu nukleinowego wirusa. Kiedy zmienia się z antysensownego na sensowny RNA, może być odczytywany przez rybosomy w komórce w celu budowy białek wirusowych i replikacji.
Niektóre wirusy RNA przechowują swoje informacje w nici sensownej, dzięki czemu mogą być odczytywane bezpośrednio przez rybosomy komórki i działają jak normalne informacyjne RNA. W tym przypadku rybosomy syntetyzują transkrypt RNA i tworzą antysensowną komórkę wirusa, dzięki czemu może użyj go jako matrycy do syntezy większej liczby wirusowych RNA wraz z niezbędnymi białkami dla komórek relacja na żywo. Jednym z najbardziej śmiercionośnych wirusów tego typu jest wirusowe zapalenie wątroby typu C.
Przykładami retrowirusów są HIV i AIDS. Przechowują swój materiał genetyczny w postaci RNA, ale używają enzymu odwrotnej transkrypcji, aby przekształcić swój RNA w DNA w zakażonej komórce. Pozwala to na tworzenie wielu kopii w komórkach gospodarza, dzięki czemu wirus może szybko zainfekować dużą liczbę komórek.
Koronawirusy to również wirusy RNA. Zakażają one przede wszystkim górne drogi oddechowe i przewód pokarmowy u ludzi. SARS-CoV jest poważnym wirusem, który infekuje górne i dolne drogi oddechowe oraz obejmuje zaburzenia żołądkowo-jelitowe. Koronawirusy stanowią znaczny odsetek wszystkich przeziębień. Rhinowirusy są główną przyczyną przeziębienia. Konronawirusy mogą również prowadzić do zapalenia płuc.
SARS jest ciężkim zespołem ostrej niewydolności oddechowej i zawiera geny RNA, które mutują bardzo powoli. SARS jest przenoszony przez kropelki oddechowe w powietrzu z kichania lub kaszlu w celu zarażenia innych.
Infekcje norowirusowe zasłynęły z pojawiania się na statkach wycieczkowych i nazywania się wirusami podobnymi do Norwalk. Powodują one zapalenie żołądka i jelit i rozprzestrzeniają się z jednej osoby na drugą drogą fekalno-oralną. Jeśli zarażona osoba pracuje w kuchni, może zanieczyścić żywność, mając na rękach wirusa i nie nosząc rękawiczek.
