Λειτουργίες, δομή και τύποι RNA

Το RNA ή RNA (ριβονουκλεϊνικό οξύ) είναι ένας τύπος νουκλεϊκού οξέος που υπάρχει στους ευκαρυωτικούς οργανισμούς, τους προκαρυώτες και τους ιούς. Είναι ένα πολυμερές νουκλεοτιδίων που περιέχει στη δομή του τέσσερις τύπους αζωτούχων βάσεων: αδενίνη, γουανίνη, κυτοσίνη και ουρακίλη.

Το RNA γενικά βρίσκεται ως μία ζώνη (εκτός από μερικούς ιούς), γραμμικά ή σχηματίζοντας μια σειρά σύνθετων δομών. Στην πραγματικότητα, το RNA έχει δομικό δυναμισμό που δεν παρατηρείται στη διπλή έλικα DNA. Οι διαφορετικοί τύποι RNA έχουν πολύ διαφορετικές λειτουργίες.

Τα ριβοσωμικά RNAs είναι μέρος των ριβοσωμάτων, οι δομές που είναι υπεύθυνες για τη σύνθεση των πρωτεϊνών στα κύτταρα. Τα αγγελιαφόρα RNA δρουν ως ενδιάμεσοι και μεταφέρουν τη γενετική πληροφορία στο ριβόσωμα, το οποίο μεταφράζει το μήνυμα από μια νουκλεοτιδική αλληλουχία σε μια αλληλουχία αμινοξέων.

Τα RNA μεταφοράς είναι υπεύθυνα για την ενεργοποίηση και τη μεταφορά των διαφορετικών τύπων αμινοξέων -20 συνολικά- σε ριβοσώματα. Υπάρχει ένα μόριο μεταφοράς RNA για κάθε αμινοξύ που αναγνωρίζει την αλληλουχία στο αγγελιαφόρο RNA.  

Επιπλέον, υπάρχουν και άλλοι τύποι RNA που δεν εμπλέκονται άμεσα στη σύνθεση πρωτεϊνών και εμπλέκονται στη γονιδιακή ρύθμιση.

Ευρετήριο

• 1 Δομή
  • 1.1 Νουκλεοτίδια
  • 1.2 αλυσίδα RNA
  • 1.3 Δυνάμεις που σταθεροποιούν το RNA
• 2 Τύποι RNA και λειτουργίες
  • 2.1 Αγγελιοφόρο RNA
  • 2.2 ριβοσωμικό RNA
  • 2.3 Μεταφορά RNA
  • 2.4 MicroRNA
  • 2,5 mute RNA
• 3 Διαφορές μεταξύ DNA και RNA
• 4 Προέλευση και εξέλιξη
• 5 Αναφορές

Δομή

Οι θεμελιώδεις μονάδες του RNA είναι νουκλεοτίδια. Κάθε νουκλεοτίδιο σχηματίζεται από μία αζωτούχο βάση (αδενίνη, γουανίνη, κυτοσίνη και ουρακίλη), μία πεντόζη και μια φωσφορική ομάδα.

Νουκλεοτίδια

Οι αζωτούχες βάσεις προέρχονται από δύο βασικές ενώσεις: πυριμιδίνες και πουρίνες.

Οι βάσεις που προέρχονται από πουρίνες είναι αδενίνη και γουανίνη και βάσεις προερχόμενες από πυριμιδίνες είναι κυτοσίνη και ουρακίλη. Αν και αυτές είναι οι πιο κοινές βάσεις, τα νουκλεϊνικά οξέα μπορούν επίσης να παρουσιάσουν και άλλους τύπους βάσεων που είναι λιγότερο συχνές.

Όσο για την πεντόζη, είναι μονάδες d-ριβόζης. Επομένως, τα νουκλεοτίδια που συνθέτουν το RNA ονομάζονται "ριβονουκλεοτίδια".

Αλυσίδα RNA

Τα νουκλεοτίδια συνδέονται μεταξύ τους με χημικούς δεσμούς που περιλαμβάνουν την φωσφορική ομάδα. Για την προετοιμασία τους, η φωσφορική ομάδα του 5 «άκρου ενός νουκλεοτιδίου συνδέεται με την ομάδα υδροξυλίου (-ΟΗ) στο 3» άκρο του επόμενου νουκλεοτιδίου, δημιουργώντας έτσι ένα φωσφοδιεστέρα τύπου σύνδεσμο.

Κατά μήκος της αλυσίδας νουκλεϊκού οξέος, οι δεσμοί φωσφοδιεστέρα έχουν τον ίδιο προσανατολισμό. Επομένως, υπάρχει μια πολικότητα του κλώνου, που διακρίνει μεταξύ του 3 'και του 5' άκρου.

Κατά σύμβαση, η δομή των νουκλεϊκών οξέων παριστάνεται με το 5 'άκρο στο αριστερό και το 3' άκρο στα δεξιά.

Το προϊόν RNA της μεταγραφής του ϋΝΑ είναι μια απλή αλυσίδα που στρέφεται προς τα δεξιά, σε ελικοειδή διαμόρφωση με τη στοίβαξη των βάσεων. Η αλληλεπίδραση μεταξύ πουρινών είναι πολύ μεγαλύτερη από την αλληλεπίδραση μεταξύ δύο πυριμιδινών, από το μέγεθος τους.

Στο RNA δεν μπορούμε να μιλάμε για μια παραδοσιακή δευτερογενή δομή και αναφορά, όπως είναι η διπλή έλικα του DNA. Η τρισδιάστατη δομή κάθε μορίου RNA είναι μοναδική και πολύπλοκη, συγκρίσιμη με αυτή των πρωτεϊνών (λογικά δεν μπορούμε να παγκοσμιοποιήσουμε τη δομή των πρωτεϊνών).

Οι δυνάμεις που σταθεροποιούν το RNA

Υπάρχουν αδύναμες αλληλεπιδράσεις που συμβάλλουν στη σταθεροποίηση του RNA, ιδιαίτερα στη στοίβαξη των βάσεων, όπου οι δακτύλιοι βρίσκονται το ένα πάνω στο άλλο. Αυτό το φαινόμενο συμβάλλει επίσης στη σταθερότητα της έλικας DNA.

Εάν το μόριο RNA βρίσκει μια συμπληρωματική αλληλουχία, μπορούν να ζευγαρώσουν και να σχηματίσουν μια δομή διπλής αλυσίδας που γυρίζει προς τα δεξιά. Η κυρίαρχη μορφή είναι ο τύπος Α. όπως και για τις μορφές Ζ, έχουν αποδειχθεί μόνο στο εργαστήριο, ενώ η μορφή Β δεν έχει παρατηρηθεί.

Γενικά, υπάρχουν σύντομες αλληλουχίες (όπως UUGG) που βρίσκονται στο τέλος του RNA και έχουν την ιδιαιτερότητα του σχηματισμού βρόχους σταθερό. Αυτή η ακολουθία συμμετέχει στην αναδίπλωση της τρισδιάστατης δομής του RNA.

Επιπλέον, οι δεσμοί υδρογόνου μπορούν να σχηματιστούν σε άλλες θέσεις που δεν είναι οι τυπικοί συνδυασμοί βάσεων (AU και CG). Μία από αυτές τις αλληλεπιδράσεις συμβαίνει μεταξύ του 2'-ΟΗ της ριβόζης με άλλες ομάδες.

Η αραίωση των διαφόρων δομών που βρίσκονται στο RNA χρησίμευσε για να αποδείξει τις πολλαπλές λειτουργίες αυτού του νουκλεϊκού οξέος.

Τύποι RNA και λειτουργίες

Υπάρχουν δύο είδη RNA: το πληροφοριακό και το λειτουργικό. Η πρώτη ομάδα περιλαμβάνει τα RNA που συμμετέχουν στη σύνθεση πρωτεϊνών και λειτουργούν ως ενδιάμεσοι της διαδικασίας. τα πληροφοριακά RNAs είναι τα αγγελιαφόρα RNAs.

Αντίθετα, τα RNA που ανήκουν στη δεύτερη κατηγορία, τα λειτουργικά, δεν δημιουργούν ένα νέο μόριο πρωτεΐνης και το ίδιο το RNA είναι το τελικό προϊόν. Αυτά είναι τα RNA μεταφοράς και τα ριβοσωμικά RNAs.

Σε κύτταρα θηλαστικών, το 80% του RNA είναι ριβοσωμικό RNA, το 15% είναι RNA μεταφοράς και μόνο ένα μικρό τμήμα αντιστοιχεί στο αγγελιαφόρο RNA. Αυτοί οι τρεις τύποι συνεργάζονται για να επιτευχθεί βιοσύνθεση πρωτεϊνών.

Υπάρχουν επίσης μικρά πυρηνικά RNAs, μικρά κυτοπλασμικά RNAs και microRNAs, μεταξύ άλλων. Στη συνέχεια, θα περιγραφούν λεπτομερώς οι πιο σημαντικοί τύποι:

Αγγελιοφόρο RNA

Σε ευκαρυωτικά DNA περιορίζεται στον πυρήνα, ενώ η σύνθεση πρωτεΐνης λαμβάνει χώρα στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου, όπου τα ριβοσώματα. Γι 'αυτό το χωρικό διαχωρισμό πρέπει να είναι ένας μεσολαβητής που μεταφέρει το μήνυμα από τον πυρήνα στο κυτταρόπλασμα, και ότι το μόριο είναι αγγελιοφόρου RNA.

Το αγγελιαφόρο RNA, συντετμημένη mRNA, είναι ένα ενδιάμεσο μόριο που περιέχει τις πληροφορίες που κωδικοποιούνται στο DNA που καθορίζει μία αλληλουχία αμινοξέων η οποία οδηγεί σε μία λειτουργική πρωτεΐνη.

Το RNA όρος αγγελιοφόρο προτάθηκε το 1961 από τον Jacob και Jacques Monod François για να περιγράψει το RNA τμήμα μετάδοση του μηνύματος από το DNA στα ριβοσώματα.

Η διαδικασία σύνθεσης ενός mRNA από τον κλώνο του DNA είναι γνωστή ως μεταγραφή και εμφανίζεται διαφορικά μεταξύ προκαρυωτικών και ευκαρυωτικών. 

Η έκφραση γονιδίων διέπεται από διάφορους παράγοντες και εξαρτάται από τις ανάγκες κάθε κυττάρου. Η μεταγραφή χωρίζεται σε τρία στάδια: έναρξη, επιμήκυνση και τερματισμό.

Μεταγραφή

Η διαδικασία αντιγραφής του DNA, η οποία λαμβάνει χώρα σε κάθε κυτταρική διαίρεση, αντιγράφει ολόκληρο το χρωμόσωμα. Ωστόσο, η διαδικασία μεταγραφής είναι πολύ πιο επιλεκτική, ασχολείται μόνο με την επεξεργασία συγκεκριμένων τμημάτων του κλώνου DNA και δεν απαιτεί ένα πριμοδότη.

Στο Escherichia coli -το βακτήριο που μελετάται καλύτερα στις βιολογικές επιστήμες - η μεταγραφή ξεκινά με την εκτύλιξη της διπλής έλικας του DNA και σχηματίζεται ο βρόχος μεταγραφής. Το ένζυμο πολυμεράσης RNA είναι υπεύθυνο για τη σύνθεση του RNA και, καθώς η μεταγραφή συνεχίζεται, ο κλώνος DNA επιστρέφει στην αρχική του μορφή.

Έναρξη, επιμήκυνση και τερματισμός

Η μεταγραφή δεν αρχίζει σε τυχαίες θέσεις στο μόριο ϋΝΑ. υπάρχουν εξειδικευμένοι χώροι για αυτό το φαινόμενο, που ονομάζονται υποστηρικτές. Στο Ε. Coli η πολυμεράση RNA συζεύγνυται μερικά ζεύγη βάσεων πάνω από την λευκή περιοχή.

Οι αλληλουχίες όπου οι μεταγραφικοί παράγοντες συζεύγνυνται είναι αρκετά διατηρημένοι μεταξύ διαφορετικών ειδών. Μία από τις πιο γνωστές αλληλουχίες προαγωγού είναι το κουτί TATA.

Στην επιμήκυνση, το ένζυμο πολυμεράσης RNA προσθέτει νέα νουκλεοτίδια στο άκρο 3'-ΟΗ, ακολουθώντας την κατεύθυνση 5 'προς 3'. Η ομάδα υδροξυλίου δρα ως νουκλεόφιλο, προσβάλλοντας το άλφα φωσφορικό του νουκλεοτιδίου που θα προστεθεί. Αυτή η αντίδραση απελευθερώνει ένα πυροφωσφορικό.

Μόνο ένας κλώνος του DNA χρησιμοποιείται για να συνθέσει αγγελιοφόρο RNA, το οποίο αντιγράφεται στην 3 «προς 5» (αντιπαράλληλη μορφή νέο κλώνο RNA). Η νουκλεοτιδική θα προστεθεί πρέπει να πληροί το ζευγάρωμα βάσης: U ζεύγη με τα Α και G με C.

Η πολυμεράση RNA σταματά τη διαδικασία όταν βρίσκει περιοχές πλούσιες σε κυτοσίνη και γουανίνη. Τέλος, το νέο μόριο RNA αγγελιοφόρου διαχωρίζεται από το σύμπλοκο.

Μεταγραφή σε προκαρυώτες

Σε προκαρυώτες, ένα μόριο RNA αγγελιοφόρου μπορεί να κωδικοποιεί περισσότερες από μία πρωτεΐνες.

Όταν ένα mRNA κωδικοποιεί αποκλειστικά για μία πρωτεΐνη ή πολυπεπτίδιο που ονομάζεται μονοσιστρονικά mRNA, αλλά περισσότερο κωδικοποιεί ένα προϊόν πρωτεΐνης είναι πολυσιστρονικό mRNA (σημειώστε ότι σε αυτό το πλαίσιο, ο όρος αναφέρεται στο γονίδιο σιστρόνιο).

Μεταγραφή σε ευκαρυώτες

Στους ευκαρυωτικούς οργανισμούς, η συντριπτική πλειοψηφία των mRNAs είναι μονοκιστρονικά και ο μεταγραφικός μηχανισμός είναι πολύ πιο πολύπλοκος σε αυτή την γενεά οργανισμών. Χαρακτηρίζονται από την ύπαρξη τριών πολυμεράσεων RNA, που χαρακτηρίζονται Ι, ΙΙ και ΙΙΙ, το καθένα με ειδικές λειτουργίες.

Ο Ι είναι υπεύθυνος για τη σύνθεση του προ-rRNA, ο II συνθέτει τα αγγελιαφόρα RNAs και μερικά ειδικά RNAs. Τέλος, ο ΙΙΙ είναι υπεύθυνος για το RNA μεταφοράς, το 5S ριβοσωμικό και άλλο μικρό RNA.

Αγγελιοφόρο RNA σε ευκαρυωτικά

Το RNA Messenger υφίσταται μια σειρά συγκεκριμένων τροποποιήσεων στους ευκαρυώτες. Η πρώτη αφορά την προσθήκη ενός "καπακιού" στο άκρο 5 '. Χημικά, το καπάκι είναι υπόλειμμα 7-μεθυλο-γουανοσίνης αγκυρωμένο στο τέλος με έναν δεσμό του τύπου 5 ', 5'-τριφωσφορικού.

Η λειτουργία αυτής της ζώνης είναι η προστασία του RNA από πιθανή αποικοδόμηση από ριβονουκλεάσες (ένζυμα που αποικοδομούν το RNA σε μικρότερα συστατικά).

Επιπλέον, απομακρύνεται το 3 'άκρο και προστίθενται 80 έως 250 υπολείμματα αδενίνης. Αυτή η δομή είναι γνωστή ως polyA "ουρά" και χρησιμεύει ως ζώνη σύνδεσης για αρκετές πρωτεΐνες. Όταν ένας προκαρυώτης αποκτά ουρά polyA τείνει να διεγείρει την υποβάθμισή του.

Από την άλλη πλευρά, αυτός ο αγγελιοφόρος μεταγράφεται με τα ιντρόνια. Τα ιντρόνια είναι αλληλουχίες DNA που δεν αποτελούν μέρος του γονιδίου αλλά "διακόπτουν" την αλληλουχία. Τα ιντρόνια δεν μεταφράζονται και επομένως πρέπει να αφαιρεθούν από τον αγγελιοφόρο.

Τα περισσότερα γονίδια των σπονδυλωτών έχουν ιντρόνια, εκτός από τα γονίδια που κωδικοποιούν τις ιστόνες. Ομοίως, ο αριθμός των ιντρονίων σε ένα γονίδιο μπορεί να ποικίλει από μερικές έως δεκάδες από αυτές.

Συγκόλληση του RNA

Το sκόψιμο Το RNA ή η διαδικασία ματίσματος συνεπάγεται την αφαίρεση των ιντρονίων στο αγγελιοφόρο RNA.

Μερικά ιντρόνια που βρίσκονται σε πυρηνικά ή μιτοχονδριακά γονίδια μπορούν να εκτελέσουν τη διαδικασία μάτισμα χωρίς τη βοήθεια ενζύμων ή ΑΤΡ. Αντ 'αυτού, η διαδικασία διεξάγεται με αντιδράσεις διεστεροποίησης. Αυτός ο μηχανισμός ανακαλύφθηκε στο πηλό πρωτόζωο Tetrahymena thermophila.

Σε αντίθεση, υπάρχει μια άλλη ομάδα αγγελιοφόρων που δεν είναι σε θέση να διαμεσολαβήσουν τη δική τους μάτισμα, έτσι χρειάζονται πρόσθετα μηχανήματα. Σε αυτήν την ομάδα ανήκει ένας αρκετά υψηλός αριθμός πυρηνικών γονιδίων.

Η διαδικασία του μάτισμα μεσολαβείται από ένα σύμπλεγμα πρωτεϊνών που ονομάζεται σύμπλεγμα spiceosome ή ματίσματος. Το σύστημα αποτελείται από εξειδικευμένα σύμπλοκα RNA που ονομάζονται πυρηνικές μικρές ριβονουκλεοπρωτεΐνες (RNP).

Υπάρχουν πέντε τύποι RNP: U1, U2, U4, U5 και U6, που βρίσκονται στον πυρήνα και μεσολαβούν στη διαδικασία μάτισμα.

Το μάτισμα μπορεί να παράγει περισσότερους από έναν τύπους πρωτεϊνών - αυτό είναι γνωστό ως μάτισμα εναλλακτική λύση, αφού τα εξόνια είναι διατεταγμένα διαφορικά, δημιουργώντας ποικιλίες αγγελιαφόρου RNA.

Ribosomal RNA

Το ριβοσωματικό RNA, συντομογραφούμενο rRNA, βρίσκεται στα ριβοσώματα και συμμετέχει στη βιοσύνθεση των πρωτεϊνών. Ως εκ τούτου, αποτελεί βασικό συστατικό όλων των κυττάρων.

Το ριβοσωματικό RNA συσχετίζεται με πρωτεϊνικά μόρια (περίπου 100, περίπου) για να προκαλέσει ριβοσωμικές παχυσαρκίες. Κατατάσσονται ανάλογα με τον συντελεστή καθίζησης τους, ο οποίος υποδηλώνεται με το γράμμα S των μονάδων Svedberg.

Ένα ριβόσωμα αποτελείται από δύο μέρη: τη βασική υπομονάδα και τη δευτερεύουσα υπομονάδα. Και οι δύο υπομονάδες διαφέρουν μεταξύ προκαρυωτικών και ευκαρυωτικών όσον αφορά τον συντελεστή καθίζησης.

Οι προκαρυωτικοί οργανισμοί έχουν μια μεγάλη υπομονάδα 50S και 30S μικρή, ενώ σε ευκαρυωτικά κύτταρα είναι τα μεγάλη υπομονάδα 60S και 40S μικρά.

Τα γονίδια που κωδικοποιούν τα ριβοσωμικά RNA είναι στον πυρήνα, μια συγκεκριμένη περιοχή του πυρήνα που δεν περιορίζεται από μια μεμβράνη. Τα ριβοσωμικά RNA μεταγράφονται σε αυτή την περιοχή από την RNA πολυμεράση Ι.

Στα κύτταρα που συνθέτουν μεγάλες ποσότητες πρωτεϊνών. Ο πυρήνας είναι μια εξέχουσα δομή. Ωστόσο, όταν το εν λόγω κύτταρο δεν απαιτεί μεγάλο αριθμό πρωτεϊνικών προϊόντων, ο πυρήνας είναι μια σχεδόν μη-αισθητή δομή..

Επεξεργασία του ριβοσωμικού RNA

Η μεγάλη ριβοσωματική υπομονάδα 60S συνδέεται με θραύσματα 28S και 5.8S. Σε σχέση με τη μικρή υπομονάδα (40S), σχετίζεται με το 18S.

Σε ανώτερα ευκαρυωτικά, η προ-rRNA κωδικοποιείται σε μία μεταγραφική μονάδα 45S, που περιλαμβάνουν RNA πολυμεράση I. Αυτή μετάγραφο υφίσταται επεξεργασία σε ώριμο ριβοσωμικό RNA 28S, 18S και 5.8S.

Καθώς η σύνθεση συνεχίζεται, το προ-rRNA συσχετίζεται με διαφορετικές πρωτεΐνες και σχηματίζει σωματίδια ριβονουκλεοπρωτεΐνης. Αυτό υφίσταται μία σειρά μεταγενέστερων τροποποιήσεων που περιλαμβάνουν μεθυλίωση της 2'-ΟΗ ομάδας ριβόζης και μετατροπή υπολειμμάτων ουριδίνης σε ψευδοουριδίνη..

Η περιοχή στην οποία θα εμφανιστούν αυτές οι αλλαγές ελέγχεται από περισσότερα από 150 μόρια πυρηνικού RNA που έχουν την ικανότητα να προσκολλώνται στο προ-rRNA.

Σε αντίθεση με το υπόλοιπο του προ-rRNA, το 5S μεταγράφεται με RNA πολυμεράση III στο νουκλεόπλασμα και όχι εντός του πυρήνα. Αφού συντίθεται, μεταφέρεται στον πυρήνα να συναρμολογηθεί με τα 28S και 5.8S, σχηματίζοντας τις ριβοσωμικές μονάδες.

Στο τέλος της διαδικασίας συναρμολόγησης, οι υπομονάδες μεταφέρονται στο κυτταρόπλασμα από τους πυρηνικούς πόρους.

Πολυριβοσωμάτων

Μπορεί να συμβεί ότι ένα μόριο αγγελιαφόρου RNA δίδει την προέλευση σε αρκετές πρωτεΐνες την ίδια στιγμή, συνδέοντας περισσότερα από ένα ριβόσωμα. Καθώς η διαδικασία μετάφρασης εξελίσσεται, το άκρο του αγγελιαφόρου είναι ελεύθερο και μπορεί να παραληφθεί από άλλο ριβόσωμα, ξεκινώντας μια νέα σύνθεση.

Ως εκ τούτου, είναι σύνηθες να ριβοσώματα ομαδοποιούνται (3 έως 10) σε ένα μόνο μόριο του αγγελιαφόρου RNA, και αυτή η ομάδα ονομάζεται polyribosome.

Μεταφέρετε RNA

Το RNA μεταφοράς είναι υπεύθυνο για τη μεταφορά των αμινοξέων καθώς εξελίσσεται η διαδικασία της πρωτεϊνικής σύνθεσης. Αποτελούνται από περίπου 80 νουκλεοτίδια (σε σύγκριση με το αγγελιοφόρο RNA, είναι ένα "μικρό" μόριο).

Η δομή έχει πτυχώσεις και σταυρούς που μοιάζει με τρίφυλλο με τρεις βραχίονες. Στο ένα άκρο υπάρχει ένας αδενυλικός δακτύλιος, όπου η ομάδα υδροξυλίου της ριβόζης προκαλεί τη σύνδεση με το αμινοξύ που πρόκειται να μεταφερθεί.

Τα διαφορετικά RNA μεταφοράς συνδυάζονται αποκλειστικά με ένα από τα είκοσι αμινοξέα που σχηματίζουν τις πρωτεΐνες. με άλλα λόγια, είναι το όχημα που μεταφέρει τα θεμελιώδη δομικά στοιχεία των πρωτεϊνών. Το σύμπλοκο μεταφοράς RNA μαζί με το αμινοξύ ονομάζεται αμινοακυλο-tRNA.

Επιπλέον, στη διαδικασία μετάφρασης - η οποία συμβαίνει χάρη στα ριβοσώματα - κάθε RNA μεταφοράς αναγνωρίζει ένα συγκεκριμένο κωδικόνιο στο αγγελιοφόρο RNA. Όταν αναγνωρίζεται, το αντίστοιχο αμινοξύ απελευθερώνεται και γίνεται μέρος του συντιθέμενου πεπτιδίου.

Για να αναγνωριστεί ο τύπος του αμινοξέος που πρέπει να παραδοθεί, το RNA έχει ένα «αντι-κόνδυνο» που βρίσκεται στη μεσαία περιοχή του μορίου. Αυτό το αντικωδικό είναι ικανό να σχηματίζει δεσμούς υδρογόνου με τις συμπληρωματικές βάσεις που υπάρχουν στο αγγελιοφόρο DNA.

MicroRNA

MiRNA Τα microRNAs είναι ένας τύπος ή σύντομη RNA μονού κλώνου, μεταξύ 21 και 23 νουκλεοτιδίων, του οποίου η λειτουργία είναι να ρυθμίζει τη γονιδιακή έκφραση. Καθώς δεν μεταφράζεται σε πρωτεΐνη, ονομάζεται συνήθως μη κωδικοποιητικό RNA.

Όπως και οι άλλοι τύποι RNA, η επεξεργασία των microRNA είναι πολύπλοκη και περιλαμβάνει μια σειρά πρωτεϊνών.

Τα MicroRNAs προκύπτουν από μακρύτερους προδρόμους που ονομάζονται mRNA-pri, που προέρχονται από την πρώτη μεταγραφή του γονιδίου. Στον πυρήνα του κυττάρου, αυτοί οι πρόδρομοι τροποποιούνται στο σύμπλεγμα μικροεπεξεργαστών και το αποτέλεσμα είναι ένα προ-miRNA..

Η προ-miRNA είναι πιρούνια 70 νουκλεοτίδια συνεχίσει την επεξεργασία στο κυτταρόπλασμα από ένα ένζυμο που ονομάζεται Dicer, το οποίο ενώνει το σύμπλοκο RNA επαγόμενη φίμωση σύμπλοκο (RISC) και τέλος συντίθεται miRNA.

Αυτά τα RNA είναι σε θέση να ρυθμίζουν την έκφραση των γονιδίων, καθώς είναι συμπληρωματικά προς συγκεκριμένα RNA αγγελιαφόρου. Όταν συνδυάζονται με τον στόχο τους, τα miRNAs είναι σε θέση να καταπνίξουν τον αγγελιοφόρο ή ακόμα και να υποβαθμίσουν. Κατά συνέπεια, το ριβόσωμα δεν μπορεί να μεταφράσει το εν λόγω μετάγραφο.

Σίγαση RNA

Ένας ιδιαίτερος τύπος microRNA είναι το μικρό παρεμβαλλόμενο RNA (siRNA), που ονομάζεται επίσης και το RNA σίγασης. Είναι σύντομα RNAs, μεταξύ 20 και 25 νουκλεοτιδίων, που εμποδίζουν την έκφραση ορισμένων γονιδίων.

Είναι πολύ ελπιδοφόρα μέσα για την έρευνα, καθώς επιτρέπουν την σίγαση ενός γονιδίου ενδιαφέροντος και, συνεπώς, τη μελέτη της πιθανής λειτουργίας του.

Διαφορές μεταξύ DNA και RNA

Αν και το DNA και το RNA είναι νουκλεϊκά οξέα και μπορεί να φαίνονται πολύ παρόμοια με την πρώτη ματιά, διαφέρουν σε πολλές από τις χημικές και δομικές τους ιδιότητες. Το DNA είναι ένα μόριο διπλής ζώνης, ενώ το RNA είναι μια απλή ζώνη.

Επομένως, το RNA είναι ένα πιο ευπροσάρμοστο μόριο και μπορεί να υιοθετήσει μια μεγάλη ποικιλία τρισδιάστατων σχημάτων. Ωστόσο, ορισμένοι ιοί έχουν διπλόκλωνο RNA στο γενετικό τους υλικό.

Στα νουκλεοτίδια RNA το μόριο σακχάρου είναι ριβόζη, ενώ στο DNA είναι δεοξυριβόζη, που διαφέρει μόνο παρουσία ενός ατόμου οξυγόνου.

Ο δεσμός φωσφοδιεστέρα στον σκελετό DNA και RNA είναι επιρρεπής σε μια διαδικασία αργής υδρόλυσης και χωρίς την παρουσία ενζύμων. Υπό συνθήκες αλκαλικότητας, το RNA υδρολύεται ταχέως - χάρη στην επιπλέον ομάδα υδροξυλίου - ενώ το DNA δεν το κάνει.

Παρομοίως, οι αζωτούχες βάσεις που συνθέτουν τα νουκλεοτίδια στο DNA είναι η γουανίνη, η αδενίνη, η θυμίνη και η κυτοσίνη. Από την άλλη πλευρά, στο RNA θυμίνης αντικαθίσταται από ουρακίλη. Η ουρακίλη μπορεί να συνδυαστεί με αδενίνη, όπως θυμίνη στο DNA.

Προέλευση και εξέλιξη

Το RNA είναι το μόνο γνωστό μόριο ικανό να αποθηκεύει πληροφορίες και να καταλύει χημικές αντιδράσεις ταυτόχρονα. συνεπώς, αρκετοί συγγραφείς προτείνουν ότι το μόριο RNA ήταν κρίσιμο στην αρχή της ζωής. Παραδόξως, τα υποστρώματα των ριβοσωμάτων είναι άλλα μόρια RNA.

Η ανακάλυψη των ριβοενζύμων Lleó βιοχημείας επαναπροσδιορισμός της -από «ένζυμο» πριν από τον όρο χρησιμοποιήθηκε μόνο για πρωτεΐνες με δραστικότητα καταλυτικά, και βοήθησε υποστηρίζουν ένα σενάριο όπου οι πρώτες μορφές ζωής που χρησιμοποιούνται ως γενετικό υλικό μόνο RNA.

Αναφορές

1. Alberts Β, Johnson Α, Lewis J, et αϊ. (2002). Μοριακή Βιολογία του Κυττάρου. 4η έκδοση. Νέα Υόρκη: Garland Science. Από το DNA στο RNA. Διατίθεται στη διεύθυνση: ncbi.nlm.nih.gov
2. Berg, J. Μ., Stryer, L., & Tymoczko, J.L. (2007). Βιοχημεία. Αντίστροφα.
3. Campbell, Ν.Α., & Reece, J. Β. (2007). Βιολογία. Ed. Panamericana Medical.
4. Griffiths, A.J.F., Gelbart, W.M., Miller, J.H., et αϊ. (1999). Σύγχρονη Γενετική Ανάλυση. Νέα Υόρκη: W. Η. Freeman. Γονίδια και RNA. Διατίθεται στη διεύθυνση: ncbi.nlm.nih.gov
5. Guyton, Α.Ο., Hall, J. Ε., & Guyton, Α.Ο. (2006). Συνθήκη ιατρικής φυσιολογίας. Elsevier.
6. Hall, J. Ε. (2015). Guyton και Hall βιβλίο της ιατρικής φυσιολογίας e-Book. Elsevier Health Sciences.
7. Lodish, Η., Berk, Α., Zipursky, S.L., et αϊ. (2000) Molecular Cell Biology. 4η έκδοση. Νέα Υόρκη: W. Η. Freeman. Τμήμα 11.6, Επεξεργασία rRNA και tRNA. Διατίθεται στη διεύθυνση: ncbi.nlm.nih.gov
8. Nelson, D.L., Lehninger, Α.Ι., & Cox, Μ.Μ. (2008). Lehninger αρχές της βιοχημείας. Macmillan.