РРНА: Шта је то?

Синтеза протеина је важан процес у свим еукариотским ћелијама, јер протеин формира структурне компоненте сваке ћелије и неопходан је за живот. Протеини се често називају градивни блок ћелија. Постоје три главна облика РНК - мессенгер РНА, трансфер РНА и рибосомал РНА. ДНК контролише све активности ћелије и синтетише се када ћелији треба више протеина. Мали делови ДНК се мењају у РНК кроз процес синтезе протеина.

Када ћелија следи своја генетска упутства, она копира део ДНК као ген да би га променила у РНК нуклеотид. РНК се разликује од ДНК на два различита начина. Нуклеотиди у РНК су сачињени од шећерне рибозе и називају се рибонуклеотиди. ДНК садржи деоксирибозу као садржај шећера. РНК има исте базе као ДНК аденина, гванина и цитозина, али има базу или урацил уместо тимина који је у ДНК. Структура ДНК и РНК се знатно разликују, јер је ДНК дволанчана спирала, а РНК је једноланчана. Ланци РНК могу се преклопити у широк спектар многих облика на исти начин на који се полипептидни ланац преклопи да би се формирао коначни облик протеина.

Постоје три главне врсте РНК које се производе као молекули у језгру ћелија човека и животиње. РНК се такође налази у цитоплазми ћелије. Цитоплазма ћелије је сав садржај изван језгра који је затворен појединачном ћелијском мембраном. Три главна типа РНК су мессенгер РНА, трансфер РНА и рибосомална РНА или рРНА. Свака од три врсте РНК има различиту улогу у синтези протеина у транскрипцији, декодирању и превођењу генетског кода који започиње са ДНК.

Транскрипција је први корак синтезе протеина у коме гласничка РНК игра веома важну улогу. Мессенгер РНА је нестабилна и не живи дуго у ћелији да би обезбедила да се протеини праве само када су потребни за раст или поправку ћелија. Транскрипција је када се генетске информације унутар ДНК ћелије мењају у поруку у облику РНК. Протеини транскрипционих фактора одмотавају ДНК ланац како би омогућили ензиму РНА полимеразу да транскрибује један ланац ДНК. ДНК је направљена од четири нуклеотидне базе аденина, гванина, цитозина и тимина. Комбиновани су у паровима аденина плус гванин и цитозин плус тимин. Када РНК транскрибује ДНК у молекулу РНК, који се преноси, аденин се упарује са урацилом, а цитозин са гванином. На крају процеса транскрипције, мессенгер РНА се транспортује из језгра у цитоплазму.

Следи процес транслације, током којег трансферна РНК игра важну улогу у синтези протеина. Трансфер РНА је најмањи тип РНК и обично је дугачак око 70 до 90 нуклеотида. Преводи поруку унутар нуклеотидних секвенци мессенгер РНК у секвенце аминокиселина. Аминокиселине се повезују заједно са осталим аминокиселинама да би створиле протеине који су потребни за све функције ћелија. Протеини се формирају из скупа од 20 аминокиселина. Трансфер РНА је истог облика као детелина са три петље укоснице. Трансфер РНА има место везивања аминокиселина на једном крају и део у средњој петљи који се назива место антикодона. Место антикодона препознаје кодоне на мессенгер РНА. Кодон има три континуиране нуклеотидне базе које стварају аминокиселину и сигнализирају крај процеса транслације. Трансфер РНА и рибосоми читају кодоне РНК гласника како би произвели полипептидни ланац, који пролази кроз неколико промена пре него што постане потпуно функционалан протеин.

Рибосомска РНК (или рРНК) има одређену функцију. Рибосоми су направљени од рибосомских протеина и рибосомске РНК. Рибосомска РНК чини око 60 процената масе рибосома. Обично се састоје од велике и мале подјединице. Подјединице се у језгру синтетишу нуклеолом. Рибосоми су јединствене природе, јер садрже место везивања за мессенгер РНА и два места за пренос РНА на локацији РНА у великој рибосомској подјединици. Мала рибосомска подјединица веже се за молекуларни РНК молекул и истовремено иницијатор за пренос РНК молекул препознаје и везује се за одређену секвенцу кодона на истом молекулу рибосомске РНК током превод. Даље, функција рРНА укључује велику рибосомску подјединицу која се придружује новонасталом комплексу, а затим обе рибосомске подјединице путују дуж молекула молекуле РНК док преводе кодоне у читавом полипептидном ланцу док прелазе њих. Рибосомска РНК ствара пептидне везе између аминокиселина у полипептидном ланцу. Када се постигне завршни кодон на молекулу мессенгер РНК, процес транслације ће се завршити и полипептидни ланац ће се ослободити из преносни молекул РНК у том тренутку се рибозом дели натраг на велике и мале подјединице какве су биле на почетку превода фаза.

Процес ДНК до РНК и продукта протеина може се догодити невероватно великом брзином. РНК се готово одмах ослобађа када се одвоји од ланца ДНК. На тај начин, многе копије РНК могу се направити од потпуно истог гена у кратком временском периоду. Синтеза додатних молекула РНК може започети пре него што се заврши прва РНК, тако да може брзо да произведе РНК. Када се молекули РНК помно прате, сваки од њих може да покреће око 20 нуклеотида у секунди код људи и животиња. Преко 1.000 транскрипција може се десити за сат времена од једног гена.

Исцрпљивање рибосомске РНК је најраспрострањенија компонента у РНК, јер обухвата већину од преко 80 до 90 процената укупног броја РНК у ћелији. Исцрпљивање рибосомске РНК је када се рРНК делимично уклони из целог узорка РНК тако да се боље проучите реакцију секвенцирања РНК да бисте се фокусирали на друга два дела узорка РНК у транскрипција.

Постоје још три додатне врсте РНК које се могу произвести у ћелијама. Функција мале нуклеарне РНК у различитим процесима језгра, као што је спајање РНА пре мессенгер-а. Мала нуклеоларна РНК обрађује и хемијски модификује рибисомску РНК. Остале врсте РНК које нису некодирајуће јединице служе да функционишу у ћелијским процесима као што су теломере синтеза, инактивација Кс хромозома и транспорт протеина у ендоплазматски ретикулум ради добре ћелије здравље.

РНК вирус има језгро генетског материјала који се добија из ДНК ћелије. Обично има заштитни капсид протеина и липидни омотач за још даљу заштиту. РНК вирус се веже за ћелију домаћина, продире у њу, репродукује генетски материјал и ствара заштитни капсид који потом излази из ћелије. РНК вируси чувају генетски материјал РНК, а не ДНК.

Све здраве ћелије складиште генетски материјал у ДНК. РНК се користи само када се ДНК реплицира како би се створила РНК и синтетизовали протеини потребни здравој ћелији за живот. ДНК је много стабилнија од РНК, па ДНК прави врло мало грешака када се ћелије деле, међутим нестабилност РНК и њена репликација могу да направе много грешака, па чак могу и да интеракцију са собом да би се множили вирус. РНК може да направи до једне грешке преко 10 000 нуклеотида сваки пут и сваки пут када се копира. Такође је много мање способан да исправи генетске грешке од ДНК. Када имуни систем научи да препозна вирус, он ствара антитела за борбу против вируса. Вируси могу мутирати, тако да имуни систем не може да их препозна, а затим се може умножити. Ово омогућава РНК вирусима да се шире много брже од ДНК вируса.

Преживели вирус може се репродуковати у новим ћелијама кроз секвенцу РНК и резултирати хиљадама ћелија које репродукује које садрже вирус. РНК вируси еволуирају брже од било ког живог организма. Високе стопе мутације ћелија заражених вирусом РНК не угрожавају опстанак вируса.

Постоје две врсте РНК вируса. Могу бити једноланчане или осећајно повезане или упарене као антисенсе нити. Дволанчани антисенце РНК вируси морају прво да се промене и преводе у једноланчану РНК. Ово омогућава ћелији домаћину да буде у облику који рибосоми могу читати. Вирус грипа А одржава потребне ензиме близу језгра нуклеинске киселине вируса. Када се из антисенсе претвори у осетљиву РНК, рибосоми у ћелији је могу прочитати како би изградили вирусне протеине и реплицирали се.

Неки РНК вируси складиште своје информације у одређеном ланцу, тако да их могу директно читати рибозоми ћелије и функционише као нормална преносна РНК. У овом случају, рибосоми синтетишу РНК транскрипт и стварају антисенсе вирусну ћелију како би могла користите га као образац за синтезу више вирусних РНК заједно са потребним протеинима за ћелије уживо. Један од најсмртоноснијих вируса ове врсте је хепатитис Ц.

Примери ретровируса су ХИВ и АИДС. Своје генетски материјал чувају у облику РНК, али користе ензим реверзне транскрипције да претворе своју РНК у ДНК у зараженој ћелији. Ово омогућава прављење многих копија у ћелијама домаћина, тако да вирус може брзо заразити велику количину ћелија.

Коронавируси су такође РНК вируси. Првенствено заразе горњи респираторни и гастроинтестинални тракт код људи. САРС-ЦоВ је озбиљан вирус који инфицира горње дисајне путеве, као и доње дисајне путеве, а такође укључује и гастроинтестинални поремећај. Коронавируси су значајан проценат свих уобичајених прехлада. Риновируси су водећи узрок прехладе. Конронавируси такође могу довести до упале плућа.

САРС је тежак акутни респираторни синдром и садржи РНК гене који мутирају врло споро. САРС се преноси респираторним капљицама у ваздуху од кијања или кашљања да зарази друге.

Норовирусне инфекције постале су познате по томе што су се појављивале на крузерима и називале су се вирусима сличним Норвалку. Они узрокују гастроентеритис и он се фекално-оралним путем преноси са једне особе на другу. Ако заражена особа ради у кухињи, може контаминирати храну држећи вирус на рукама и не носећи рукавице.