Co to jest RNA?

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

Kwas rybonukleinowy (RNA) jest ważną makrocząsteczką biologiczną, która jest obecna we wszystkich komórkach biologicznych.

Image Credit: Juan Gaertner/.com

RNA vs DNA

Istnieją dwa odrębne typy kwasów nukleinowych: DNA i RNA. Kwasem nukleinowym DNA jest deoksyryboza, natomiast kwasem nukleinowym RNA jest ryboza. Jak wskazują ich nazwy, deoksyrybozie DNA brakuje jednej cząsteczki tlenu w porównaniu do cukru rybozy w RNA. Nukleotydy, które obejmują DNA obejmują adeninę (A), guaninę (G), cytozynę (C) i tyminę (T), podczas gdy nukleotydy RNA obejmują A, G, C i uracyl (U).

Podczas gdy struktura DNA jest podwójną helisą w komórkach eukariotycznych, RNA jest zwykle jednoniciowy i występuje w różnych formach. Jednoniciowa struktura RNA pozwala tej cząsteczce składać się z powrotem na siebie i tworzyć różne stabilne struktury drugorzędowe w razie potrzeby.

Typy RNA i ich role

Typ RNA dyktuje funkcję, jaką ta cząsteczka będzie miała w komórce. Poza regionem kodującym cząsteczek posłańca RNA (mRNA), które zostaną przetłumaczone na białka, inne elementy komórkowego RNA są zaangażowane w różne procesy, które obejmują transkrypcyjną i posttranskrypcyjną regulację materiału genetycznego, wyczuwanie temperatury i ligandów, kontrolę translacji i obrót RNA.

Transkrypcja (DNA do mRNA)

Ponieważ DNA nie może opuścić jądra, nie jest w stanie samodzielnie wygenerować białka. Wytwarzanie białek z ich sekwencji kodującej DNA rozpoczyna się od procesu zwanego transkrypcją. Podczas transkrypcji kilka enzymów, w tym helikaza i topoizomeraza, odwijają DNA, aby zapewnić dostęp innemu enzymowi, znanemu jako polimeraza RNA. Polimeraza RNA przemieszcza się wzdłuż odwijanej nici DNA w celu skonstruowania cząsteczki mRNA, aż będzie ona gotowa do opuszczenia jądra.

Translacja (mRNA do białka)

Gdy mRNA opuści jądro i wejdzie do cytoplazmy komórki, znajdzie rybosom, aby mógł rozpocząć się proces translacji. Para trzech zasad nukleotydowych w cząsteczce mRNA jest określana jako kodon, a każdy kodon jest specyficzny tylko dla jednego aminokwasu.

Podczas translacji cząsteczki transferowego RNA (tRNA), które są przywiązane do konkretnego aminokwasu, rozpoznają kodon na cząsteczce mRNA i wstawiają odpowiedni aminokwas w tym miejscu w nici. Na przykład, kodon CUC wygeneruje aminokwas leucynę, podczas gdy kodon UGA jest jednym z rodzajów kodonów stopu, który wskazuje, że translacja genu została zakończona. Pozostałe dwa kodony stopu to UAG i UAA.

Rybosomy zawierają zarówno białka, jak i kilka różnych cząsteczek rybosomalnego RNA (rRNA). Po wytworzeniu aminokwasów, cząsteczki rRNA będą przemieszczać się wzdłuż cząsteczki mRNA, aby katalizować powstawanie białek. Należy zauważyć, że mRNA, tRNA i rRNA odgrywają ważne role w tej ścieżce syntezy białek.

RNA jako katalizator biologiczny

Ale przez wiele lat powszechnie uważano, że tylko białka mogą być enzymami, wykazano, że niektóre cząsteczki RNA przyjmują złożone struktury trzeciorzędowe i działają jako katalizatory biologiczne. Na przykład cząsteczki rRNA mogą funkcjonować jako rybozymy podczas translacji.

Rybozymy, które są enzymami składającymi się raczej z cząsteczek RNA niż z białek, wykazują wiele cech klasycznego enzymu, takich jak miejsce aktywne, miejsce wiązania substratu i miejsce wiązania kofaktora, takiego jak jon metalu. Rybozymy łączą aminokwasy podczas syntezy białek, jak również uczestniczą w splicingu RNA, biosyntezie transferowego RNA i replikacji wirusów.

Jednym z pierwszych odkrytych rybozymów była RNaza P, rybonukleaza, która bierze udział w generowaniu cząsteczek tRNA z większych, prekursorowych RNA. RNaza P składa się zarówno z RNA, jak i białka; jednak sama cząsteczka RNA jest katalizatorem.

Hipoteza świata RNA

Hipoteza świata RNA, zwana również hipotezą „RNA 1st”, głosi, że życie na Ziemi najpierw rozwinęło się z prostej cząsteczki RNA, która mogła się indywidualnie samoreplikować, z której później wyewoluowało DNA. Być może najsilniejszym dowodem na tę hipotezę jest to, że rybosom, gdzie białka są montowane, jest ribozyme.

Innym dowodem jest fakt, że niektóre wirusy używają RNA. Ponieważ wirusy są uważane za prostszą, starszą formę życia niż bardziej złożone komórki prokariotyczne i eukariotyczne, sugerowałoby to, że życie najpierw wyłoniło się z prebiotycznego świata poprzez wykorzystanie tego prostego kwasu nukleinowego do przechowywania i transkrypcji informacji. W ten sposób replikacja tych prostych form życia oraz rozmnażanie i ewolucja bardziej złożonych organizmów stały się możliwe w tym starożytnym świecie.

Further Reading

• Wszystkie treści dotyczące RNA
• Struktura RNA
• Typy RNA: mRNA, rRNA i tRNA
• Synteza RNA
• Odkrywanie RNA

Written by

Benedette Cuffari

Po ukończeniu studiów licencjackich z toksykologii z dwoma minorami z hiszpańskiego i chemii w 2016 roku, Benedette kontynuowała studia, aby ukończyć Master of Science in Toxicology w maju 2018 roku. Podczas studiów magisterskich Benedette badała dermatotoksyczność mechlorethaminy i bendamustyny; dwa środki alkilujące musztardy azotowej, które są stosowane w terapii przeciwnowotworowej.

Last updated Feb 6, 2020

Citations

Please use one of the following formats to cite this article in your essay, paper or report:

• APA

  Cuffari, Benedette. (2020, February 06). Co to jest RNA? Wiadomości-Medyczne. Retrieved on March 24, 2021 from https://www.news-medical.net/life-sciences/What-is-RNA.aspx.

• MLA

  Cuffari, Benedette. „Co to jest RNA?”. Wiadomości-Medyczne. 24 marca 2021. <https://www.news-medical.net/life-sciences/What-is-RNA.aspx>.

• Chicago

  Cuffari, Benedette. „Czym jest RNA?”. Wiadomości-Medyczne. https://www.news-medical.net/life-sciences/What-is-RNA.aspx. (dostęp 24.03.2021).

• Harvard

  Cuffari, Benedette. 2020. Co to jest RNA? Wiadomości-Medyczne, przeglądane 24 marca 2021, https://www.news-medical.net/life-sciences/What-is-RNA.aspx.

.