Ribonukleinsav

A Ribonukleinsav szerkezete hasonló a dezoxiribonukleinsavhoz (DNS). A genetikai információ hordozójaként azonban csak alárendelt szerepet játszik. Információs pufferként szolgál, többek között, a genetikai kód transzlátorának és transzmitterének is, a DNS-től a fehérjéig.

Mi az a ribonukleinsav?

A ribonukleinsav rövidítése angolul és németül is RNS jelölték ki. Szerkezete hasonló a DNS-hez (dezoxiribonukleinsav). A DNS-szel ellentétben azonban csak egy szálból áll. Feladatuk többek között a genetikai kód transzmissziója és transzlációja a fehérje bioszintézisében.

Az RNS azonban különböző formában fordul elő, és különféle feladatokat is ellát. A rövidebb RNS-molekuláknak genetikai kódjuk sincs, de felelősek bizonyos aminosavak szállításáért. A ribonukleinsav nem olyan stabil, mint a DNS, mivel nem rendelkezik hosszú távú tárolási funkcióval a genetikai kód számára. Például az mRNS esetében csak pufferként szolgál, amíg az átvitel és a transzláció be nem fejeződik.

Anatómia és felépítés

A ribonukleinsav egy lánc, amely sok nukleotidból áll. A nukleotid a foszfátmaradék, a cukor és a nitrogénbázis közötti kapcsolatból áll. Az adenin, guanin, citozin és az uracil nitrogénbázisai egyaránt kapcsolódnak egy cukormaradékhoz (ribóz). A cukor viszont két helyen észterezhető foszfátmaradékkal, és hidat képez vele.

A nitrogénbázis a cukorral ellentétes helyzetben van. A cukor- és foszfátmaradványok váltakoznak, és láncot képeznek. A nitrogénbázisok tehát nem kapcsolódnak közvetlenül egymáshoz, hanem a cukor oldalán ülnek. Három egymást követő nitrogénbázist triplettnek hívnak, és tartalmazzák egy adott aminosav genetikai kódját. Több sorozat hármasa polipeptidet vagy fehérjeláncot kódol.

A DNS-szel ellentétben a cukor hidrogénatom helyett a 2'-helyzetben hidroxilcsoportot tartalmaz. Ezenkívül a nitrogénbázis-timint az RNS-ben uracilre cserélik. E kis kémiai eltérések miatt az RNS a DNS-szel ellentétben általában csak egyszálú. A ribózban lévő hidroxilcsoport azt is biztosítja, hogy a ribonukleinsav nem olyan stabil, mint a DNS. Az összeszerelésnek és a szétszerelésnek rugalmasnak kell lennie, mivel a továbbítandó információ folyamatosan változik.

Funkció és feladatok

A ribonukleinsav számos feladatot teljesít. Mivel ez a genetikai kód hosszú távú emléke, általában nem kérdéses. Az RNS csak néhány vírusban szolgál hordozóként a genetikai információkhoz. A többi élő lényben ezt a feladatot a DNS veszi át. Az RNS egyebek mellett a fehérje bioszintézisében a genetikai kód transzmitterének és transzlátorának is működik.

Az mRNS felelős érte. A lefordított mRNS messenger RNS-t vagy messenger RNS-t jelent. Másolja az információt egy génről és továbbítja azt a riboszómába, ahol ezen információ felhasználásával fehérjét szintetizálnak. Három szomszédos nukleotid alkot egy úgynevezett kodont, amely egy bizonyos aminosavat képvisel. Ily módon fokozatosan felépül az aminosavak polipeptidlánca. Az egyes aminosavakat a tRNS (transzfer RNS) segítségével továbbítják a riboszómához. A tRNS tehát kiegészítő molekulaként működik a fehérje bioszintézisében. Mint egy másik RNS-molekula, az rRNS (riboszómális RNS) részt vesz a riboszómák szerkezetében.

További példák az asRNS (antiszensz RNS) a génexpresszió szabályozására, a hnRNS (heterogén nukleáris RNS) az érett mRNS előfutáraként, a génszabályozáshoz szükséges bordák, a ribozimek a biokémiai reakciók katalizálására és még sok más. Az RNS-molekulák nem lehetnek stabilak, mert különböző átírásokra van szükség különböző időpontokban. Az elválasztott nukleotidokat vagy oligomereket folyamatosan használják az RNS új szintéziséhez. Walter Gilbert RNS-világhipotézise szerint az RNS-molekulák az összes organizmus prekurzorai. Még ma is ők az egyetlen vírus genetikai kódjának egyetlen hordozója.

betegségek

A betegségekkel kapcsolatban a ribonukleinsavak szerepet játszanak, mivel sok vírus genetikai anyaga csak RNS. A DNS-vírusok mellett vannak egy- vagy kétszálú RNS-sel rendelkező vírusok. Az élő organizmuson kívül a vírus teljesen inaktív. Nincs saját anyagcseréje. Ha azonban egy vírus érintkezésbe kerül a test sejteivel, akkor aktiválódik a DNS-e vagy RNS-je genetikai információ. A vírus elkezdi szaporodni a gazdasejt organelláinak segítségével.

A gazdasejtet a vírus átprogramozza, hogy egyedi víruskomponenseket állítson elő. A vírus genetikai anyaga bekerül a sejtmagba. Ott épül be a gazdasejt DNS-ébe, folyamatosan generálva új vírusokat. A vírusok kiürülnek a sejtből. A folyamat addig ismétlődik, amíg a sejt meg nem hal. RNS vírusok esetén az RNS genetikai információját a reverz transzkriptáz enzim segítségével átírják a DNS-be. A retrovírusok az RNS-vírusok speciális formája. Például a HI vírus az egyik retrovírus. A retrovírusokban is az enzim reverz transzkriptáz biztosítja az egyszálú RNS genetikai információjának átvitelét a gazdasejt DNS-ébe.

Itt új vírusok képződnek, amelyek elhagyják a sejtet anélkül, hogy megsemmisülnének. Folyamatosan új vírusok alakulnak ki, amelyek folyamatosan támadnak más sejteket. A retrovírusok nagyon érzékenyek a mutációra, ezért nehéz küzdeni velük. Terápiában számos összetevő kombinációját alkalmazzák, például reverz transzkriptáz inhibitorokat és proteáz inhibitorokat.