Kyselina ribonukleová

Kyselina ribonukleová má podobnú štruktúru ako kyselina deoxyribonukleová (DNA). Ako nosič genetických informácií však hrá iba podriadenú úlohu. Ako vyrovnávacia pamäť informácií slúži okrem iného ako prekladač a prenášač genetického kódu z DNA na proteín.

Čo je to ribonukleová kyselina?

Kyselina ribonukleová je skratka anglického a nemeckého jazyka RNA určený. Jeho štruktúra je podobná štruktúre DNA (kyselina deoxyribonukleová). Na rozdiel od DNA sa však skladá iba z jedného vlákna. Ich úlohou je okrem iného prenos a preklad genetického kódu v proteínovej biosyntéze.

RNA sa však vyskytuje v rôznych formách a tiež plní rôzne úlohy. Kratšie molekuly RNA nemajú vôbec žiadny genetický kód, ale sú zodpovedné za transport určitých aminokyselín. Kyselina ribonukleová nie je tak stabilná ako DNA, pretože nemá funkciu dlhodobého uchovávania genetického kódu. Napríklad v prípade mRNA slúži iba ako tlmivý roztok, kým sa neskončí prenos a translácia.

Anatómia a štruktúra

Kyselina ribonukleová je reťazec zložený z mnohých nukleotidov. Nukleotid pozostáva zo spojenia medzi fosfátovým zvyškom, cukrom a dusíkovou bázou. Dusíkaté bázy adenín, guanín, cytozín a uracil sú naviazané na zvyšok cukru (ribóza). Cukor sa na dvoch miestach esterifikuje fosfátovým zvyškom a tvorí s ním mostík.

Dusíková báza je v opačnej polohe ako cukor. Cukor a fosfátové zvyšky sa striedajú a tvoria reťazec. Dusíkové bázy preto nie sú navzájom priamo spojené, ale sú umiestnené na strane cukru. Tri po sebe nasledujúce dusíkaté bázy sa nazývajú triplety a obsahujú genetický kód pre konkrétnu aminokyselinu. Niekoľko trojíc v rade kóduje polypeptidový alebo proteínový reťazec.

Na rozdiel od DNA obsahuje cukor hydroxylovú skupinu v polohe 2 'namiesto atómu vodíka. Okrem toho sa dusíkatá báza tymínu v RNA vymení za uracil. Kvôli týmto malým chemickým odchýlkam je RNA, na rozdiel od DNA, obvykle iba jednovláknová. Hydroxylová skupina v ribóze tiež zaisťuje, že kyselina ribonukleová nie je tak stabilná ako DNA. Zostava a demontáž musia byť flexibilné, pretože informácie, ktoré sa majú prenášať, sa neustále menia.

Funkcia a úlohy

Kyselina ribonukleová plní niekoľko úloh. Ako dlhodobá pamäť pre genetický kód je zvyčajne vylúčená. Iba v niektorých vírusoch slúži RNA ako nosič genetickej informácie. U ostatných živých bytostí túto úlohu preberá DNA. RNA okrem iného funguje ako prenášač a prekladateľ genetického kódu v proteínovej biosyntéze.

Za to je zodpovedná mRNA. Preložené mRNA znamená mediátorovú RNA alebo mediátorovú RNA. Skopíruje informácie o géne a prenesie ich do ribozómu, kde sa pomocou týchto informácií syntetizuje proteín. Tri susedné nukleotidy tvoria takzvaný kodón, ktorý predstavuje určitú aminokyselinu. Týmto spôsobom sa postupne vytvára polypeptidový reťazec aminokyselín. Jednotlivé aminokyseliny sa transportujú do ribozómu pomocou tRNA (transferová RNA). TRNA tak funguje ako pomocná molekula v biosyntéze proteínov. Ako ďalšia molekula RNA je rRNA (ribozomálna RNA) zapojená do štruktúry ribozómov.

Ďalšími príkladmi sú asRNA (antisense RNA) na reguláciu génovej expresie, hnRNA (heterogénna jadrová RNA) ako prekurzor zrelej mRNA, ribowitche na génovú reguláciu, ribozýmy na katalýzu biochemických reakcií a mnoho ďalších. Molekuly RNA nesmú byť stabilné, pretože sú potrebné rôzne transkripty v rôznych časoch. Odštiepené nukleotidy alebo oligoméry sa neustále používajú na novú syntézu RNA. Podľa svetovej hypotézy RNA Waltera Gilberta RNA molekuly tvorili prekurzory všetkých organizmov. Dokonca aj dnes sú jedinými nosičmi genetického kódu niektorých vírusov.

choroby

V súvislosti s chorobami zohrávajú úlohu ribonukleové kyseliny, pokiaľ veľa vírusov má ako svoj genetický materiál RNA. Okrem vírusov DNA existujú aj vírusy s jednovláknovou alebo dvojreťazcovou RNA. Vírus je mimo živého organizmu úplne neaktívny. Nemá svoj vlastný metabolizmus. Ak však vírus príde do kontaktu s bunkami tela, aktivuje sa genetická informácia o jeho DNA alebo RNA. Vírus sa začína množiť pomocou organel hostiteľskej bunky.

Hostiteľská bunka je vírusom preprogramovaná na produkciu jednotlivých vírusových komponentov. Genetický materiál vírusu sa dostane do bunkového jadra. Je to tak, že je inkorporovaný do DNA hostiteľskej bunky a neustále sa generujú nové vírusy. Vírusy sa vybíjajú z bunky. Proces sa opakuje, až kým bunka nezomrie. V prípade vírusov RNA sa genetická informácia RNA transkribuje do DNA pomocou enzýmu reverznej transkriptázy. Retrovírusy sú špeciálnou formou vírusov RNA. Napríklad vírus HI je jedným z retrovírusov. Aj v retrovírusoch zaisťuje enzýmová reverzná transkriptáza prenos genetickej informácie jednovláknovej RNA do DNA hostiteľskej bunky.

Vznikajú nové vírusy, ktoré opúšťajú bunku bez toho, aby boli zničené. Neustále sa tvoria nové vírusy, ktoré neustále útočia na iné bunky. Retrovírusy sú veľmi citlivé na mutáciu, a preto je ťažké s nimi bojovať. Ako terapia sa používa kombinácia niekoľkých zložiek, ako sú inhibítory reverznej transkriptázy a inhibítory proteázy.