Ribonukleīnskābe pēc struktūras ir līdzīgs dezoksiribonukleīnskābe (DNS). Tomēr tam ir tikai neliela loma kā ģenētiskās informācijas nesējam. Kā starpposma informācijas krājums, tas papildus citām funkcijām kalpo kā ģenētiskā koda tulks un pārraidītājs no DNS uz olbaltumvielu.
Kas ir ribonukleīnskābe?
Saīsināts gan angļu, gan vācu valodā ribonukleīnskābe sauc par RNS. Pēc struktūras tas ir līdzīgs DNS (dezoksiribonukleīnskābe). Tomēr atšķirībā no DNS tas sastāv tikai no viena pavediena. Tās uzdevums cita starpā ir ģenētiskā koda pārnešana un tulkošana olbaltumvielu biosintēzes laikā. Tomēr RNS notiek dažādās formās un pilda arī dažādus uzdevumus. Īsāka RNS molekulas vispār nav ģenētiskā koda, bet viņi ir atbildīgi par noteiktu vielu transportēšanu aminoskābes. Ribonukleīnskābe nav tik stabila kā DNS, jo tai nav ilgtermiņa ģenētiskā koda glabāšanas funkcijas. Piemēram, mRNS gadījumā tas kalpo tikai kā pagaidu krātuve, līdz pārsūtīšana un tulkošana ir pabeigta.
Anatomija un struktūra
Ribonukleīnskābe ir ķēde, kas sastāv no daudziem nukleotīdiem. Nukleotīds sastāv no savienojuma starp fosfāts atlikumi, cukurs un slāpeklis bāze. slāpeklis bāzes adenīns, guanīns, citozīns un uracils katrs ir pievienots a cukurs atliekas ( riboze). cukurssavukārt tiek esterificēts ar a fosfāts atliekas divās vietās un veido tiltu ar pēdējo. The slāpeklis pamatne atrodas pretējā cukura pozīcijā. Cukurs un fosfāts atlikumi mainās un veido ķēdi. Slāpeklis bāzes tādējādi nav tieši saistīti viens ar otru, bet atrodas cukura pusē. Trīs slāpeklis bāzes pēc kārtas sauc par tripletu un satur noteiktas aminoskābes ģenētisko kodu. Vairāki tripleti pēc kārtas kodē polipeptīdu vai olbaltumvielu ķēdi. Atšķirībā no DNS cukurs satur hidroksilgrupu 2 'pozīcijā, nevis a ūdeņradis atoms. Turklāt RNS slāpekļa bāzes timīns tiek apmainīts pret uracilu. Šo nelielo ķīmisko atšķirību dēļ RNS, atšķirībā no DNS, parasti notiek tikai vienā virknē. Hidroksilgrupa riboze arī nodrošina, ka ribonukleīnskābe nav tik stabila kā DNS. Tās montāžai un demontāžai jābūt elastīgai, jo pārsūtāmā informācija pastāvīgi mainās.
Funkcija un uzdevumi
Ribonukleīnskābe veic vairākus uzdevumus. Tā kā ģenētiskā koda glabāšana ilgstoši, parasti tas nav iespējams. Tikai dažās vīrusi vai RNS kalpo kā ģenētiskās informācijas nesējs. Citos organismos šo uzdevumu veic DNS. Cita starpā RNS olbaltumvielu biosintēzē darbojas kā ģenētiskā koda pārraidītājs un tulkotājs. Par to ir atbildīga mRNS. Tulkojumā mRNS nozīmē kurjera RNS. Tajā tiek kopēta a gēns un transportē to uz ribosomu, kur ar šīs informācijas palīdzību tiek sintezēts proteīns. Šajā procesā trīs blakus esošie nukleotīdi veido tā saukto kodonu, kas apzīmē noteiktu aminoskābi. Tādā veidā polipeptīdu ķēde aminoskābes tiek veidots soli pa solim. Indivīds aminoskābes tiek transportēti uz ribosomu, izmantojot tRNS (transfer RNS). Šajā procesā tRNS tādējādi darbojas kā palīgmolekula olbaltumvielu biosintēzē. Kā vēl viena RNS molekula rRNS (ribosomu RNS) ir iesaistīta ribosomas. Citi piemēri ietver asRNS (antisense RNS) regulēšanai gēns ekspresija, hnRNS (heterogēna kodola RNS) kā nobriedušas mRNS priekštecis, ribovaļi gēnu regulēšanai, ribozīmi bioķīmisko reakciju katalizēšanai un daudzi citi. RNS molekulas var nebūt stabila, jo dažādos laikos ir nepieciešami dažādi atšifrējumi. Sadalītie nukleotīdi vai oligomēri tiek pastāvīgi izmantoti RNS atkārtotai sintezēšanai. Saskaņā ar Valtera Gilberta RNS pasaules hipotēzi RNS molekulas veidoja visu organismu priekšgājējus. Pat šodien viņi dažās ir vienīgie ģenētiskā koda nesēji vīrusi.
Slimības
Slimības kontekstā ribonukleīns skābes spēlē lomu tik daudzos vīrusi ģenētiskais materiāls ir tikai RNS. Tādējādi, papildus DNS vīrusiem, ir arī vīrusi ar vienas vai divu virkņu RNS. Ārpus dzīvā organisma vīruss ir pilnīgi neaktīvs. Tam nav sava metabolisma. Tomēr, kad vīruss nonāk saskarē ar ķermeņa šūnām, tiek aktivizēta tā DNS vai RNS ģenētiskā informācija. Vīruss sāk reproducēties ar saimniekšūnas organoļu palīdzību. Šajā procesā saimniekorganisma šūnu pārprogrammē vīruss, lai iegūtu atsevišķus vīrusa komponentus. Vīrusa ģenētiskais materiāls nonāk šūnas kodolā. Tur notiek tā iekļaušanās saimniekšūnas DNS, un pastāvīgi tiek ražoti jauni vīrusi. Vīrusi tiek izvadīti no šūnas. Process atkārtojas, līdz šūna nomirst. RNS vīrusos RNS ģenētiskās informācijas transkripcijai DNS tiek izmantota fermenta reversā transkriptāze. Retrovīrusi ir īpaša RNS vīrusu forma. Piemēram, HI vīruss ir viens no retrovīrusiem. Arī retrovīrusos fermenta apgrieztā transkriptāze nodrošina vienvirziena RNS ģenētiskās informācijas pārnešanu saimniekšūnas DNS. Tur tiek ģenerēti jauni vīrusi, kas no šūnas iziet bez iznīcināšanas. Vienmēr veidojas jauni vīrusi, kas pastāvīgi inficē citas šūnas. Retrovīrusi ir ļoti mutatīvi, un tāpēc ar tiem ir grūti cīnīties. Vairāku komponentu, piemēram, reversās transkriptāzes inhibitoru un proteāžu inhibitoru, kombināciju izmanto kā terapija.
