Hvad er RNA?

Af Benedette Cuffari, M.Sc.Reviewed by Dr. Ananya Mandal, MD

Ribonukleinsyre (RNA) er et vigtigt biologisk makromolekyle, der er til stede i alle biologiske celler.

Det er hovedsageligt involveret i syntesen af proteiner og bærer budbringerinstruktionerne fra DNA, som selv indeholder de genetiske instruktioner, der er nødvendige for udvikling og opretholdelse af livet. I nogle vira er det RNA, snarere end DNA, der bærer den genetiske information.

Image Credit: Juan Gaertner/.com

RNA vs DNA

Der findes to forskellige typer nukleinsyre: DNA og RNA. DNA’s nukleinsyre er deoxyribose, mens RNA’s nukleinsyre er ribose. Som det fremgår af deres navne, mangler DNA’s deoxyribose et iltmolekyle i forhold til RNA’s ribosesukker, hvilket fremgår af deres navne. De nukleotider, som DNA består af, omfatter adenin (A), guanin (G), cytosin (C) og thymin (T), mens RNA-nukleotiderne omfatter A, G, C og uracil (U).

Mens DNA’s struktur er en dobbelthelix i eukaryote celler, er RNA typisk enkeltstrenget og findes i forskellige former. Den enkeltstrengede struktur af RNA gør det muligt for dette molekyle at folde sig tilbage på sig selv og danne forskellige stabile sekundære strukturer efter behov.

Typer af RNA og deres roller

Typen af RNA dikterer den funktion, som dette molekyle vil have i cellen. Ud over den kodende region af messenger RNA (mRNA)-molekyler (mRNA), der vil blive oversat til proteiner, er andre cellulære RNA-elementer involveret i forskellige processer, som omfatter transkriptionel og post-transkriptionel regulering af genetisk materiale, temperatur- og ligandaftastning, translationskontrol og RNA-omsætning.

Transskription (DNA til mRNA)

Da DNA ikke kan forlade kernen, er det ikke i stand til at generere et protein på egen hånd. Genereringen af proteiner ud fra deres DNA-kodningssekvens begynder med en proces, der kaldes transkription. Under transkriptionen afvikler flere enzymer, herunder helicase og topoisomerase, DNA’et for at give adgang til et andet enzym, der kaldes RNA-polymerase. RNA-polymerase bevæger sig langs den afviklede DNA-streng for at konstruere mRNA-molekylet, indtil det er klar til at forlade kernen.

Translation (mRNA til protein)

Når mRNA forlader kernen og kommer ind i cellens cytoplasma, vil det finde et ribosom, så oversættelsesprocessen kan begynde. Et par af tre nukleotidbaser i mRNA-molekylet betegnes som et kodon, og hvert kodon er kun specifikt for én aminosyre.

Under translation vil transfer-RNA-molekyler (tRNA), som er knyttet til en bestemt aminosyre, genkende et kodon på mRNA-molekylet og indsætte den relevante aminosyre på det pågældende sted i strengen. F.eks. vil kodonet CUC generere aminosyren leucin, mens kodonet UGA er en type stopkodon, der angiver, at oversættelsen af genet er afsluttet. De to andre stopkodoner er UAG og UAA.

Ribosomer indeholder både proteiner og flere forskellige ribosomale RNA (rRNA)-molekyler. Når aminosyrerne er blevet dannet, bevæger rRNA-molekylerne sig langs mRNA-molekylet for at katalysere dannelsen af proteiner. Det er vigtigt at bemærke, at mRNA, tRNA og rRNA alle spiller vigtige roller i denne proteinsyntesevej.

RNA som biologisk katalysator

Selv om det i mange år var en udbredt opfattelse, at kun proteiner kunne være enzymer, har visse RNA-molekyler vist sig at kunne antage komplekse tertiære strukturer og fungere som biologiske katalysatorer. For eksempel kan rRNA-molekyler fungere som ribozymer under translation.

Ribozymer, som er enzymer bestående af RNA-molekyler i stedet for proteiner, udviser mange af de træk, der kendetegner et klassisk enzym, såsom et aktivt sted, et bindingssted for et substrat og et bindingssted for en cofaktor, f.eks. en metalion. Ribozymer forbinder aminosyrer under proteinsyntesen og deltager desuden i RNA-splejsning, biosyntese af overførsels-RNA’er og viral replikation.

Et af de firste ribozymer, der blev opdaget, var RNase P, en ribonuklease, der er involveret i generering af tRNA-molekyler fra større, forstadier til RNA’er. RNase P består af både RNA og protein; RNA-delen alene er dog katalysatoren.

RNA-verdenshypotese

RNA-verdenshypotesen, også kaldet “RNA 1st”-hypotesen, går ud på, at livet på Jorden først udviklede sig med et simpelt RNA-molekyle, der individuelt kunne selvreplikeres, og som DNA senere udviklede sig fra. Det måske stærkeste bevis for denne hypotese er, at ribosomet, hvor proteiner samles, er et ribozym.

Et andet bevis er, at visse vira bruger RNA. Da man mener, at vira er en enklere og ældre form for liv end de mere komplekse prokaryote og eukaryote celler, ville dette tyde på, at livet først opstod fra den præbiotiske verden ved at udnytte denne simple nukleinsyre til lagring og transskription af information. Således blev replikation af disse simple livsformer og formering og evolution af mere komplekse organismer muliggjort i denne gamle verden.

Videre læsning

• Alt RNA-indhold
• RNA-struktur
• Typer af RNA: mRNA, rRNA og tRNA
• RNA-syntese
• RNA-fund

Skrevet af

Benedette Cuffari

Efter at have afsluttet sin bachelor of Science i toksikologi med to bi-uddannelser i spansk og kemi i 2016, fortsatte Benedette sine studier for at afslutte sin kandidatgrad i toksikologi i maj 2018. Under sin kandidatuddannelse undersøgte Benedette dermatotoksiciteten af mechlorethamin og bendamustin; to alkylerende nitrogen-sennep-alkyleringsmidler, der anvendes i kræftbehandling.

Citationer