Care sunt funcțiile ARNm și ARNt?

Acidul ribonucleic (ARN) este un compus chimic care există în celule și viruși. În celule, acesta poate fi împărțit în trei categorii: Ribozomal (ARNr), Messenger (ARNm) și Transfer (ARNt). În timp ce toate cele trei tipuri de ARN pot fi găsite în ribozomi, fabricile de proteine ​​ale celulelor, acest articol se concentrează pe ultimele două, care se găsesc nu numai în ribozomi, dar există liber în nucleul celulei (în celulele care au nuclei) și în citoplasmă, compartimentul celular principal dintre nucleu și celulă membrană. Cele trei tipuri de ARN, însă, funcționează concertat.

ARNm și ARNt există în lanțuri constând din blocuri de construcție numite nucleotide ARN. Fiecare dintre aceste nucleotide de construcție constă dintr-un zahăr numit riboză, un grup chimic cu energie ridicată, numit fosfat, și unul din cele patru posibile „baze azotate” structuri inelate sau inelare dublă al căror fond este construit nu numai din atomi de carbon, ci și din mulți atomi de azot (vezi figura). Nucleotidele se conectează între ele prin intermediul grupelor fosfat și zahăr, care formează o „coloană vertebrală” de care sunt atașate bazele azotate, câte una pentru fiecare zahăr riboză.

În cele mai multe cazuri, patru baze se găsesc în ARN. Două dintre acestea, adenina (A) și guanina (G), conțin două inele chimice și se numesc purine. Celelalte două, conținând câte un inel chimic, sunt citozină (C) și uracil (U) și se numesc pirimidine.

ARNm și ARNt sunt sintetizate prin procese numite „împerechere de baze” și „transcripție”, în care un lanț de ARN este așezat, alături de un fir de acid dezoxiribonucleic (ADN). În bacterii și archaea, două dintre cele trei diviziuni majore ale vieții pe Pământ, are loc sinteza ARN de-a lungul unui singur cromozom (și o structură organizată constând dintr-un fir de ADN și diverse proteine). În cealaltă diviziune a vieții, eucaria, sinteza ARN are loc în nucleu, unde ADN-ul este ambalat într-unul dintre mai mulți cromozomi. Atât ARNm cât și ARNt conțin informații sub formă de secvențe specifice ale celor patru baze posibile din fiecare dintre nucleotidele lor. Aceste secvențe, la rândul lor, sunt sintetizate pe baza secvenței de nucleotide din ADN, în mod specific secțiune a ADN-ului (numită genă) care a fost utilizată pentru a sintetiza catena de ARN în timpul asocierii bazelor proces.

Fiecare moleculă sau lanț de ARNm conține instrucțiuni despre cum să conectați mai mulți „aminoacizi” într-un lanț peptidic, care devine o proteină. În același mod în care nucleotidele sunt blocuri pentru ARN, aminoacizii sunt blocuri pentru proteine. Evoluția a produs un „cod genetic” în care fiecare dintre cei 20 de aminoacizi ai vieții este codificat de o serie de trei baze azotate în nucleotidele ARN. Astfel, fiecare triplet de nucleotide ARN corespunde unui aminoacid și secvenței de nucleotide dictează secvența de aminoacizi care va fi legată în lanțul peptidic care produce o proteină. În timp ce în unele cazuri un aminoacid poate fi reprezentat de tripleți nucleotidici multipli, numiți codoni, fiecare codon de pe ARN reprezintă doar un aminoacid. Din acest motiv, se spune că codul genetic este „degenerat”.

În timp ce ARNm conține „mesajul” cu privire la secvențierea aminoacizilor într-un lanț, ARNt este traducătorul propriu-zis. Traducerea limbajului ARN în limbajul proteinelor este posibilă, deoarece există multe forme de ARNt, fiecare reprezentând un aminoacid (bloc de proteine) și capabil să se lege cu un ARN codon. Astfel, de exemplu, molecula de ARNt pentru aminoacidul alanină are o zonă sau un situs de legare pentru alanină și un alt sit de legare pentru cele trei nucleotide ARN, codonul, pentru alanină.

Procesul de traducere a secvențelor de codoni ARN în secvențe de aminoacizi și, astfel, în proteine ​​specifice de fapt se numește „traducere”. Apare la ribozomi, care sunt compuși din ARNr și o varietate de proteine. În timpul traducerii, un fir de mARN trece printr-un ribozom, ca o casetă de modă veche care se mișcă printr-un cititor de benzi. Pe măsură ce ARNm se deplasează, moleculele de ARNt care transportă aminoacidul adecvat se leagă de codonul ARN la care sunt potrivite și secvența aminoacizilor este pusă împreună.