Ribonukleinsyra

RNA är en akronym för ribonukleinsyra, en nukleinsyra. Det finns många olika typer av RNA.

RNA skiljer sig fysiskt från DNA: DNA innehåller två sammanlänkade strängar, medan RNA bara innehåller en enda sträng. RNA innehåller också andra baser än DNA. Dessa baser är följande:

(A) Adenin

(G) Guanin

(U) Uracil

Adenin bildar bindningar med uracil och guanin bildar bindningar med cytosin. På detta sätt säger vi att adenin är komplementärt till uracil och att guanin är komplementärt till cytosin. De tre första baserna finns också i DNA, men uracil ersätter tymin som komplement till adenin.

RNA innehåller också ribose i motsats till deoxyribose som finns i DNA. Dessa skillnader gör att RNA är kemiskt mer reaktivt än DNA. Detta gör den till en mer lämplig molekyl för att delta i cellreaktioner.

RNA är bärare av genetisk information i vissa virus, särskilt retrovirus som hiv-viruset. Detta är det enda undantaget från den allmänna regeln att DNA är den ärftliga substansen.

Proteinsyntes RNA

Messenger RNA

RNA:s huvudfunktion är att överföra information om aminosyrasekvenser från generna till den plats där proteinerna byggs upp på ribosomer i cytoplasman.

Detta sker genom messenger RNA (mRNA). En enskild DNA-sträng är ritningen för det mRNA som transkriberas från denna DNA-sträng. Sekvensen av baspar transkriberas från DNA av ett enzym som kallas RNA-polymeras. Därefter rör sig mRNA från kärnan till ribosomerna i cytoplasman för att bilda proteiner. MRNA översätter sekvensen av baspar till en sekvens av aminosyror för att bilda proteiner. Denna process kallas översättning.

DNA lämnar inte kärnan av olika skäl. DNA är en mycket lång molekyl och är bundet till proteiner, så kallade histoner, i kromosomerna. mRNA kan däremot röra sig och reagera med olika cellenzymer. När mRNA:t har transkriberats lämnar det kärnan och rör sig till ribosomerna.

Två typer av icke-kodande RNA hjälper till att bygga proteiner i cellen. De är transfer-RNA (tRNA) och ribosomalt RNA (rRNA).

tRNA

Transfer-RNA (tRNA) är en kort molekyl på cirka 80 nukleotider som överför en specifik aminosyra till polypeptidkedjan i en ribosom. Det finns ett olika tRNA för varje aminosyra. Var och en har en plats där aminosyran ska fästas och en antikodon som ska matcha kodonet på mRNA. Exempelvis kodar kodonerna UUUU eller UUC för aminosyran fenylalanin.

rRNA

Ribosomalt RNA (rRNA) är den katalytiska komponenten i ribosomerna. Eukaryota ribosomer innehåller fyra olika rRNA-molekyler: 18S, 5.8S, 28S och 5S rRNA. Tre av rRNA-molekylerna syntetiseras i nukleolus och en syntetiseras på annat håll. I cytoplasman kombineras ribosomalt RNA och protein till ett nukleoprotein som kallas ribosom. Ribosomen binder mRNA och utför proteinsyntesen. Flera ribosomer kan vara knutna till ett enda mRNA vid varje tidpunkt. rRNA är extremt rikligt förekommande och utgör 80 % av de 10 mg/ml RNA som finns i en typisk eukaryotisk cytoplasma.

snRNAs

Små nukleära RNA (snRNA) förenas med proteiner för att bilda spliceosomer. Spliceosomerna styr den alternativa splicingen. Gener kodar för proteiner i bitar som kallas exoner. Bitarna kan sättas samman på olika sätt för att skapa olika mRNA. På så sätt kan många proteiner tillverkas från en gen. Detta är processen för alternativ splicing. Alla oönskade versioner av proteinet hackas sönder av proteaser och de kemiska bitarna återanvänds.

Strukturen hos ett moget eukaryotiskt mRNA. Ett fullständigt bearbetat mRNA innehåller en 5' cap, 5' UTR, kodande region, 3' UTR och poly(A)-svans. UTR = otranslated region

Reglerande RNA

Det finns ett antal RNA som reglerar gener, det vill säga de reglerar hur snabbt generna transkriberas eller översätts.

miRNA

Mikro-RNA (miRNA) verkar genom att ansluta sig till ett enzym och blockera mRNA eller påskynda dess nedbrytning. Detta kallas RNA-interferens.

siRNA

Små interfererande RNA (ibland kallade silencing RNA) stör uttrycket av en specifik gen. De är ganska små (20/25 nukleotider) dubbelsträngade molekyler. Upptäckten av dem har lett till en kraftig ökning av den biomedicinska forskningen och utvecklingen av läkemedel.

Parasitära och andra RNA

Retrotransposoner

Transposoner är bara en av flera typer av rörliga genetiska element. Retrotransposoner kopierar sig själva i två steg: först från DNA till RNA genom transkription, sedan från RNA tillbaka till DNA genom omvänd transkription. DNA-kopian infogas sedan i arvsmassan på en ny plats. Retrotransposoner beter sig mycket likartat som retrovirus, t.ex. hiv.

Virusgenom

Virusgenom, som vanligtvis är RNA, tar över cellmaskineriet och tillverkar både nytt virus-RNA och virusets proteinhölje.

Fage genomer

Fagernas genomer är mycket varierande. Det genetiska materialet kan vara ssRNA (enkelsträngat RNA), dsRNA (dubbelsträngat RNA), ssDNA (enkelsträngat DNA) eller dsDNA (dubbelsträngat DNA). Det kan vara mellan 5 och 500 kilobaspar långt med antingen cirkulärt eller linjärt arrangemang. Bakteriofager är vanligtvis mellan 20 och 200 nanometer stora.

Faggenomerna kan koda för så få som fyra gener och så många som hundratals gener.

Använder

Vissa forskare och läkare har använt messenger RNA i vacciner för att behandla cancer och förhindra att människor blir sjuka.

Frågor och svar

F: Vad står RNA för?

S: RNA står för ribonukleinsyra.

F: Hur skiljer sig RNA från DNA rent fysiskt?

S: RNA innehåller bara en enda sträng, medan DNA innehåller två sammanlindade strängar.

F: Vilka olika baser finns i RNA?

S: De olika baserna i RNA är adenin, guanin, cytosin och urakil.

F: Hur ser bindningsmönstret ut mellan RNA-baserna?

S: Adenin bildar bindningar med Uracil, och Guanin bildar bindningar med Cytosin.

F: Hur skiljer sig RNA kemiskt från DNA?

S: RNA innehåller ribos istället för deoxiribos, vilket gör det mer kemiskt reaktivt än DNA.

F: Vilken är RNA:s roll i cellens reaktioner?

S: RNA är mer lämpat att delta i cellreaktioner på grund av sin kemiska reaktivitet.

F: Vilka virus använder RNA som bärare av genetisk information?

S: Vissa virus, särskilt retrovirus som HIV-viruset, använder RNA som bärare av genetisk information.