Ribonukleinsav szintézis

A Ribonukleinsav szintézis a fehérje szintézis előfeltétele. A ribonukleinsavak átjuttatják a genetikai információt a DNS-ből a fehérjékbe. Egyes vírusokban a ribonukleinsavak a teljes genomot is képviselik.

Mi a ribonukleinsav szintézis?

A ribonukleinsavszintézis mindig a DNS-n zajlik. Itt a komplementer ribonukleotidokat egy RNS-szálba egyesítik enzimatikusan szabályozott eljárás alkalmazásával. A ribonukleinsav (RNS) szerkezete hasonló a dezoxiribonukleinsavhoz (DNS). Nukleobázisokból, cukormaradékból és foszfátokból áll. Összerakva a három építőelem nukleotidot képez. A cukor ribózból áll. Ez egy pentóz öt szénatommal. A DNS-hez viszonyított különbség az, hogy a pentózgyűrű 2-es helyzetében lévő cukor hidrogénatom helyett hidroxilcsoportot tartalmaz.

A ribozt két helyen foszforsavval észterezik. Ez láncot hoz létre váltakozó ribóz- és foszfát-egységekkel. A nukleo-bázis glikozidosan kötődik a ribóz oldalához. Négy különböző nukleáris bázis áll rendelkezésre az RNS felépítéséhez. Ezek a pirimidin bázisok citozin és uracil, a purin bázisok az adenin és guanin.

A nitrogénbázisban lévő timint az uracil helyett a DNS-ben találják meg. Három nukleotid egy sorban hármat képez, amely egy aminosavat kódol. A kódot a nukleáris bázisok (nitrogénbázisok) sorrendje határozza meg. A DNS-szel ellentétben az RNS egyszálú. Ezt a ribóz 2-es helyzetében lévő hidroxilcsoport okozza.

Funkció és feladat

A ribonukleinsav szintézis során különféle RNS-eket szintetizálnak. A DNS-szel ellentétben az RNS-t nem a genetikai információk hosszú távú tárolására, hanem továbbítására használják.

Az Messenger RNS (mRNS) felelős ezért. Másolja a genetikai információt a DNS-ből és továbbítja azt a riboszómához, ahol a fehérje szintézis zajlik. Az információkat csak ideiglenesen tárolják az RNS-ben. Miután a proteinszintézis véget ért, azt újra lebontják.

A tRNS és az rRNS semmilyen genetikai információt nem tartalmaz, hanem elősegítik a fehérjék felépítését a riboszómán. Más ribonukleinsavak felelősek a gén expressziójáért. Ezért felelõsek azért, hogy a genetikai információkat egyáltalán el kell olvasni. Ezáltal hozzájárulnak a sejtek differenciálódásához. Végül van egy RNS, amely még katalitikus funkciókat is vállal.

Néhány vírus csak RNS-t tartalmaz a DNS helyett. Ez azt jelenti, hogy genetikai kódjuk az RNS-ben tárolódik. Az RNS azonban csak DNS felhasználásával szintetizálható. A vírusok ezért csak valaha képesek élni és szaporodni egy gazdasejtben.

A ribonukleinsav szintézisben az RNS enzim polimeráz katalizálja az RNS képződését a DNS-en, ami a genetikai kód pontos átvitelét eredményezi. A transzkripció az RNS-polimeráz egy promoterhez történő kötésével indul. Ez egy specifikus nukleotidszekvencia a DNS-en. A DNS rövid szakaszában a kettős spirál felbomlik a hidrogénkötés megszakításával. Az eljárás során komplementer ribonukleotidokat kapcsolunk a DNS kodogén szálának megfelelő bázisaihoz.

A ribóz és a foszfát csoportok észterkötést képeznek, és így létrejön az RNS szál. A DNS-t csak egy rövid szakaszban nyitják meg. A szintetizált RNS szál olyan része kinyúlik ebből a nyílásból. A ribonukleinsav-szintézis a DNS terminátornak nevezett területén végződik. Van egy stop kód. A stop kód elérésekor az RNS polimeráz leválasztja magát a DNS-től, és a képződött RNS felszabadul.

Betegségek és betegségek

A ribonukleinsav szintézis alapvető folyamat, tehát a megszakítás pusztító következményekkel jár a szervezetre. A fehérjék szintetizálása érdekében a szintézisben nem szabad jelentős eltéréseket mutatni. Néhány idegen RNS-részecske újraprogramozhatja az egész sejtet úgy, hogy a testsejt csak idegen RNS-t szintetizál. Ez a folyamat gyakori, és nagy szerepet játszik a vírusfertőzésekben.

A vírusok önmagukban nem szaporodhatnak. Mindig függ a gazdasejttől. Vannak mind DNS-vírusok, mind tiszta RNS-vírusok. Mindkét típus behatol a sejtekbe, és genetikai anyagát beépíti a gazdasejt genetikai kódjába. A sejt csak a vírus genetikai anyagát replikálja. A sejt vírusokat termel, amíg meg nem hal. Az újonnan kialakult vírusok tovább hatolnak a sejtekbe és folytatják a pusztításukat.

Az RNS-vírusok genetikai anyagát a fordított transzkriptáz enzim segítségével építik be a DNS-be. Az integráció után a vírusos RNS szintézise dominál, amelyet visszajuttatnak a következő sejtbe. A retrovírusok szintén az RNS-vírusokhoz tartoznak. A jól ismert retrovírus a HI vírus. A retrovírusok azonban különleges esetek, bár genetikai anyaguk is beépül a DNS-be fordított transzkriptáz útján, a folyamat során felmerülő új vírusok elpusztulnak a sejtből. Ez lehetővé teszi a fertőzött sejtek állandó vírusforrássá válását.

Új vírusok előállításakor azonban folyamatosan mutációk is előfordulnak, amelyek tartósan megváltoztatják a vírust. Az immunrendszer antitesteket képez a meglévő vírusok ellen, de mielőtt elpusztulnának, a genetikai kód annyira megváltozott, hogy a kialakult antitestek már nem hatékonyak. A testnek folyamatosan új antitesteket kell termelnie. Az immunrendszer annyira stresszes, hogy véglegesen elveszíti ellenállását baktériumokkal, gombákkal és vírusokkal szemben.