Које су функције мРНК и тРНК?

Рибонуклеинска киселина (РНК) је хемијско једињење које постоји у ћелијама и вирусима. У ћелијама се може поделити у три категорије: рибосомска (рРНА), мессенгер (мРНА) и трансферна (тРНА). Иако се све три врсте РНК могу наћи у рибосомима, фабрикама протеина у ћелијама, овај чланак се фокусира на последње две, које се налазе не само унутар рибосоми, али слободно постоје у ћелијском језгру (у ћелијама које имају језгра) и у цитоплазми, главном одељењу ћелије између језгра и ћелије мембрана. Три врсте РНК, међутим, делују заједно.

мРНК и тРНК постоје у ланцима који се састоје од градивних блокова названих РНК нуклеотиди. Сваки од ових грађевинских нуклеотида састоји се од шећера званог рибоза, високоенергетске хемијске групе, зване фосфат, и једног од четири могућа „азотне базе“ прстенасте или двоструко прстенасте структуре чија је позадина изграђена не само од атома угљеника већ и од многих атома азота (види фигура). Нуклеотиди се међусобно повезују путем фосфатних и шећерних група, које чине „окосницу“ на коју су везане азотне базе, по једну за сваки шећер рибозе.

У РНК се најчешће налазе четири базе. Два од њих, аденин (А) и гванин (Г), садрже два хемијска прстена и називају се пурини. Преостала два, од којих сваки садржи по један хемијски прстен, су цитозин (Ц) и урацил (У) и зову се пиримидини.

мРНК и тРНК се синтетишу кроз процесе који се називају „упаривање база“ и „транскрипција“, при чему је ланац РНК положен, уз ланац деоксирибонуклеинске киселине (ДНК). У бактеријама и архејама, две од три главне поделе живота на Земљи, одвија се синтеза РНК дуж једног хромозома (и организоване структуре која се састоји од ланца ДНК и разних протеини). У другом одељењу живота, еукарији, синтеза РНК се одвија унутар језгра, где се ДНК пакује у један од више хромозома. И мРНК и тРНК садрже информације у облику специфичних секвенци четири могуће базе у сваком од њихових нуклеотида. Те се секвенце, пак, синтетишу на основу секвенце нуклеотида у ДНК, посебно на део ДНК (назван ген) који је коришћен за синтезу РНА ланца током упаривања базе процес.

Сваки молекул или ланац мРНК садржи упутства о томе како повезати неколико „аминокиселина“ у пептидни ланац, који постаје протеин. На исти начин на који нуклеотиди граде блокове за РНК, аминокиселине граде блокове за протеине. Еволуција је произвела „генетски код“ у коме је свака од 20 животних аминокиселина кодирана серијом од три азотне базе у нуклеотидима РНК. Дакле, сваки триплет нуклеотида РНК одговара једној аминокиселини и низу нуклеотида диктира секвенцу аминокиселина које ће бити повезане у пептидни ланац који ствара протеин. Иако у неким случајевима аминокиселина може бити представљена вишеструким нуклеотидним тројцима, названим кодонима, сваки кодон на РНК представља само једну аминокиселину. Из тог разлога се каже да је генетски код „дегенерисан“.

Иако мРНА садржи „поруку“ како секвенцирати аминокиселине у ланац, тРНА је стварни преводилац. Превођење језика РНК на језик протеина је могуће, јер их има много облици тРНК, од којих свака представља аминокиселину (градивни блок протеина) и способна је да се повеже са РНК кодон. Тако, на пример, молекул тРНК за аминокиселину аланин има подручје или место везивања за аланин и друго место везивања за три нуклеотида РНК, кодон, за аланин.

Процес превођења РНА кодонских секвенци у аминокиселинске секвенце и самим тим у специфичне протеине заправо се зове „превод“. Јавља се у рибосомима, који су сачињени од рРНК и разних протеини. Током превођења, ланац мРНК пролази кроз рибосом, попут касете са старомодом која се креће кроз читач траке. Како се мРНК креће, молекули тРНК који носе одговарајућу аминокиселину везују се за РНК кодон са којим се поклапају и секвенца аминокиселина се саставља.