RNA

[0:04]Powtórka z biologii. Cześć. Witaj w kolejnej powtórce. Przyszedł czas na omówienie drugiego z kwasów nukleinowych, kwasu rybonukleinowego w skrócie RNA. Zacznijmy od jego ogólnej budowy. RNA jest podobne do DNA. Główna różnica polega na tym, iż DNA jest dwuniciowe, a RNA tworzy pojedynczy łańcuch składający się z czterech rodzajów nukleotydów, połączonych wiązaniem fosfodiestrowym. Każdy nukleotyd zbudowany jest z trzech elementów: reszty fosforanowej, cukru oraz zasady azotowej. Cukrem wchodzącym w skład RNA jest pięciowęglowa ryboza. Od deoksyrybozy, występującej w nukleotydzie DNA, różni się obecnością grupy OH przy węglu 2'. W pojedynczym nukleotydzie znajduje się również jedna z czterech zasad azotowych: adenina, guanina, cytozyna lub będący zasadą pirymidynową uracyl w skrócie U, który w RNA zastępuje tyminę. Ta charakterystyczna dla RNA zasada, podobnie jak tymina w DNA, tworzy komplementarną parę z adeniną, łącząc się z nią dwoma wiązaniami wodorowymi. Większość cząsteczek RNA składa się z pojedynczej nici, ale mogą one zawierać rejony z komplementarnymi sekwencjami nukleotydów. Dzięki komplementarności zasad wchodzących w skład dwóch takich fragmentów w jednej cząsteczce RNA tworzą się między nimi wiązania wodorowe. Prowadzi to do powstania tak zwanych wewnętrznych odcinków helikarnych, przypominających swoją strukturą podwójną helisę DNA. Występowanie w cząsteczkach RNA jednoniciowych i dwuniciowych odcinków umożliwia im przyjmowanie różnorodnych, często skomplikowanych kształtów, dzięki czemu mogą one spełniać różne funkcje. Wszystkie rodzaje RNA są syntetyzowane na matrycy DNA przez specjalne enzymy, polimerazy RNA. Proces powstawania RNA na matrycy DNA nazywamy transkrypcją. No dobra, przejdźmy teraz do omówienia różnych rodzajów RNA występujących w komórkach. Wśród cząsteczek RNA najważniejszą rolę odgrywają informacyjny matrycowy RNA w skrócie mRNA. Transportujący RNA czyli tRNA. I rybosomowy RNA rRNA. Oprócz nich istnieją jeszcze inne rodzaje cząsteczek RNA, na przykład snRNA, mały jądrowy RNA, mający zdolności enzymatyczne. Katalizuje on pewne reakcje chemiczne, przecina własne lub inne cząsteczki RNA, wycinając introny z transkryptu. Okej, ale wróćmy do omawiania trzech najważniejszych RNA. Jako pierwszy oczywiście mRNA. Matrycowy, inaczej informacyjny RNA jest liniową komplementarną cząsteczką do jednej z nici DNA. Ten rodzaj RNA pełni funkcję matrycy, na podstawie której są syntetyzowane białka w procesie translacji. Informacja w mRNA jest zakodowana w postaci ciągu trzech kolejnych trójek nukleotydów, zwanych kodonami. To co należy zapamiętać to fakt, iż w jednej cząsteczce mRNA bakterii może być zawarta informacja potrzebna do syntezy wielu łańcuchów białkowych. Natomiast u organizmów eukariotycznych, typowa cząsteczka mRNA zawiera instrukcje niezbędne do usyntetyzowania pojedynczego polipeptydu. Czas na tRNA, jemu poświęcę trochę więcej uwagi. Zaczynajmy. Transportujący RNA jest niewielką cząsteczką składającą się z kilkudziesięciu nukleotydów. Bierze udział w przenoszeniu aminokwasów do rybosomów, na których zachodzi synteza białek. Jako ciekawostką wspomnę, że cząsteczki tRNA są najkrótszymi, znanymi nam funkcjonalnymi cząsteczkami RNA. Ponieważ w tRNA występują cztery sparowane odcinki, drugorzędową strukturę można przedstawić w postaci tak zwanego liścia koniczyny. W modelu tym można wyróżnić cztery charakterystyczne pętle. Pętla dihydrourydylowa. W tym rejonie tRNA znajduje się informacja decydująca, który aminokwas zostanie przyłączony. Pętla antykodonowa, w której znajduje się siedem nukleotydów, z których trzy środkowe tworzą antykodon, umożliwiający rozpoznanie odpowiedniej sekwencji na nici mRNA. Pętla dodatkowa, zmienna. Nazwa pochodzi od różnej długości tej pętli w różnych rodzajach tRNA. Oraz pętla pseudourydylowa, dzięki której tRNA łączy się z rybosomem. Cząsteczka tRNA, dzięki wiązaniom wodorowym występującym między nukleotydami pętli dihydrourydylowej i pseudourydylowej, przyjmuje strukturę przestrzenną w postaci odwróconej litery L. Na dłuższym ramieniu tej struktury znajduje się antykodon, natomiast na krótszym, do końca 3' z wolną grupą OH, przyłączony zostaje odpowiedni aminokwas. Połączenie tRNA i aminokwasu nosi nazwę amino-acylo-tRNA i jest katalizowane przez odpowiednie enzymy z wykorzystaniem ATP, ale o tym, przy szczegółowym omawianiu procesu translacji. Teraz ważne jest, aby zapamiętać, że dla poszczególnych aminokwasów istnieją odmienne tRNA różniące się antykodonem. oraz, że takie kompleksy tRNA i aminokwasów pozwalają na przenoszenie znajdujących się w cytoplazmie aminokwasów do rybosomów, a dalej tworzenie funkcjonalnych białek. Jako ostatni został nam do omówienia rybosomalny RNA, który wraz z białkami buduje podjednostki rybosomów. Są to organelle, na których odbywa się końcowy etap syntezy białek. Z badań wynika, że to właśnie cząsteczki rRNA katalizują powstawanie wiązania polipeptydowego w rosnącym łańcuchu aminokwasów. Na podstawie przedstawionych informacji o RNA można stwierdzić, że jego główną funkcją jest tłumaczenie informacji genetycznej z języka nukleotydów na język aminokwasów. Ale czy tak jest zawsze? Otóż nie. Jak wiadomo w komórkach rolą magazynu informacji genetycznej pełni zawsze DNA. Ale u niektórych wirusów, na przykład grypy czy też retrowirusów, między innymi w przypadku HIV, rolę tę przejął właśnie kwas rybonukleinowy. Materiał genetyczny tych tworów stanowi jedna lub kilka cząsteczek RNA. Naga cząsteczka RNA, bez białek otoczki, może też być czynnikiem chorobotwórczym różnych roślin. Wiemy już jakie funkcje pełni RNA, ale gdzie on jest ulokowany w komórkach? W komórce prokariotycznej możemy go spotkać w cytoplazmie i w rybosomach. Zaż jeśli chodzi o komórki eukariotyczne, to RNA znajduje się w jądrze komórkowym, cytoplazmie, rybosomach, mitochondriach oraz w chloroplastach. No i wreszcie garść podsumowujących informacji o RNA na zakończenie. RNA jest polimerem zbudowanym z czterech rodzajów nukleotydów. Od DNA różni się cukrem i jedną z zasad azotowych. Zamiast deoksyrybozy występuje ryboza, a tymina zastąpiona jest uracylem. Większość cząsteczek RNA składa się z jednej nici, ale czasami komplementarne odcinki tworzą wewnątrzcząsteczkowe rejony helikarne. Najważniejszą rolę odgrywają: matrycowy RNA, transportujący RNA i rybosomowy RNA. I to wszystko. RNA omówione. Pozdrawiam i do usłyszenia w kolejnym filmiku.