Ribonukleiinihapposynteesi

Ribonukleiinihapposynteesi on ennakkoedellytys proteiinisynteesille. Ribonukleiinihapot siirtävät geneettisen informaation DNA: sta proteiineihin. Joissakin viruksissa ribonukleiinihapot edustavat jopa koko genomia.

Mikä on ribonukleiinihapposynteesi?

Ribonukleiinihapposynteesi tapahtuu aina DNA: ssa. Siellä komplementaariset ribonukleotidit kootaan RNA-juosteeseen käyttämällä entsymaattisesti ohjattua prosessia. Ribonukleiinihapolla (RNA) on samanlainen rakenne kuin deoksiribonukleiinihapolla (DNA). Se koostuu nukleo emäksistä, sokerijäännöksestä ja fosfaateista. Kun ne kootaan yhteen, ne muodostavat nukleotidin. Sokeri koostuu riboosista. Se on pentoosi, jossa on viisi hiiliatomia. Ero DNA: hon on, että pentoosirenkaan 2-asemassa oleva sokeri sisältää vetyatomin sijasta hydroksyyliryhmän.

Riboosi esteröidään fosforihapolla kahteen paikkaan. Tämä luo ketjun vuorotellen riboosi- ja fosfaattiyksiköillä. Nukleobaasi on glykosidisesti sitoutunut riboosin puolelle. Neljä erilaista nuklea-emästä on saatavana RNA: n muodostamiseksi. Nämä ovat pyrimidiiniemäkset sytosiini ja urasiili ja puriiniemäkset adeniini ja guaniini.

Typpipohjainen tymiini löytyy DNA: sta urasiilin sijasta. Kolme nukleotidiä peräkkäin muodostavat triplettin, joka koodaa aminohappoa. Koodi määritetään nukleiiniemästen (typpiemäkset) järjestyksessä. Päinvastoin kuin DNA, RNA on yksijuosteinen. Tämän aiheuttaa hydroksyyliryhmä riboosin 2-asemassa.

Toiminto ja tehtävä

Ribonukleiinihapposynteesissä syntetisoidaan erityyppisiä RNA: ta. Toisin kuin DNA, RNA: ta ei käytetä geneettisen tiedon pitkäaikaiseen varastointiin, vaan sen siirtoon.

Messenger RNA (mRNA) on vastuussa tästä. Se kopioi geneettisen informaation DNA: sta ja välittää sen ribosomille, missä tapahtuu proteiinisynteesi. Tiedot tallennetaan vain väliaikaisesti RNA: hon. Kun proteiinisynteesi on päättynyt, se hajoaa uudelleen.

TRNA ja rRNA eivät sisällä mitään geneettistä tietoa, vaan auttavat pikemminkin rakentamaan proteiineja ribosomiin. Muut ribonukleiinihapot ovat vastuussa geenien ilmentymisestä. He ovat siis vastuussa siitä, mitä geneettistä tietoa tulisi lukea ollenkaan. Ne edistävät siten myös solujen erilaistumista. Lopuksi on RNA, joka ottaa jopa katalyyttiset toiminnot.

Jotkut virukset sisältävät vain RNA: ta DNA: n sijasta. Tämä tarkoittaa, että heidän geneettinen koodi tallennetaan RNA: hon. RNA voidaan kuitenkin syntetisoida vain käyttämällä DNA: ta. Virukset pystyvät siis elämään ja lisääntymään vain isäntäsolussa.

Ribonukleiinihapposynteesissä entsyymi RNA-polymeraasi katalysoi RNA: n muodostumista DNA: han, mikä johtaa geneettisen koodin tarkkaan siirtoon. Transkriptio aloitetaan sitomalla RNA-polymeraasi promoottoriin. Tämä on spesifinen nukleotidisekvenssi DNA: ssa. Lyhyessä DNA-osassa kaksoiskierre hajoaa hajottamalla vety sidoksen. Prosessissa komplementaariset ribonukleotidit kiinnitetään vastaaviin emäksiin DNA: n koodogeenisellä juosteella.

Ribosi- ja fosfaattiryhmät yhdistyvät muodostaen esterisidoksen muodostaen RNA-juosteen. DNA avataan vain lyhyessä osassa. RNA-juosteen osa, joka on jo syntetisoitu, ulkonee tästä aukosta. Ribonukleiinihapposynteesi päättyy DNA-alueelle, jota kutsutaan terminaattoriksi. Siellä on stop-koodi. Kun lopetuskoodi saavutetaan, RNA-polymeraasi irtoaa DNA: sta ja muodostunut RNA vapautuu.

Sairaudet ja vaivat

Ribonukleiinihapposynteesi on perustavanlaatuinen prosessi, joten häiriöllä on tuhoisia seurauksia organismille. Proteiinien syntetisoimiseksi synteesissä ei saa olla suuria poikkeamia. Jotkut vieraat RNA-hiukkaset voivat kuitenkin ohjelmoida koko solun niin, että kehon solut syntetisoivat vain vieraan RNA: n. Tämä prosessi on yleinen ja sillä on suuri merkitys virusinfektioissa.

Virukset eivät voi moninkertaistua yksinään. Olet aina riippuvainen isäntäsolusta. On sekä DNA-viruksia että puhtaita RNA-viruksia. Molemmat tyypit tunkeutuvat soluun ja sisällyttävät geneettisen materiaalin isäntäsolun geneettiseen koodiin. Solu alkaa replikoida vain viruksen geneettistä materiaalia. Solu tuottaa viruksia, kunnes se kuolee. Vasta muodostuneet virukset tunkeutuvat edelleen soluihin ja jatkavat tuhoamista.

RNA-virukset rakentavat geneettisen materiaalinsa DNA: han käänteistranskriptaasi-entsyymin avulla. Integroinnin jälkeen viruksen RNA: n synteesi dominoi, joka palautetaan sitten seuraavaan soluun. Retrovirukset kuuluvat myös RNA-viruksiin. Tunnettu retrovirus on HI-virus. Retrovirukset ovat kuitenkin erityistapaus. Vaikka ne sisällyttävät geneettisen materiaalinsa DNA: han myös käänteistranskriptaasin kautta, syntyvät uudet virukset poistuvat solusta tuhoamatta sitä. Tämä sallii tartunnan saaneista soluista tulla vakio virusten lähde.

Uusien virusten tuotannossa tapahtuu kuitenkin jatkuvasti myös mutaatioita, jotka muuttavat viruksen pysyvästi. Immuunijärjestelmä muodostaa vasta-aineita olemassa olevia viruksia vastaan, mutta ennen niiden tuhoamista geneettinen koodi on muuttunut niin paljon, että muodostuneet vasta-aineet eivät ole enää tehokkaita. Kehon on tuotettava jatkuvasti uusia vasta-aineita. Immuunijärjestelmä on niin stressaantunut, että se menettää pysyvästi resistenttinsä bakteereille, sienille ja viruksille.