Plik Synteza kwasu rybonukleinowego jest warunkiem niezbędnym do syntezy białek. Kwasy rybonukleinowe przekazują informację genetyczną z DNA do białek. W niektórych wirusach kwasy rybonukleinowe reprezentują nawet cały genom.
Czym jest synteza kwasu rybonukleinowego?
Synteza kwasu rybonukleinowego zawsze zachodzi w DNA. Tam komplementarne rybonukleotydy są składane w nić RNA w procesie kontrolowanym enzymatycznie. Kwas rybonukleinowy (RNA) ma podobną strukturę do kwasu dezoksyrybonukleinowego (DNA). Składa się z zasad nukleinowych, reszty cukrowej i fosforanów. Połączone razem trzy bloki budulcowe tworzą nukleotyd. Cukier składa się z rybozy. To pentoza z pięcioma atomami węgla. Różnica w stosunku do DNA polega na tym, że cukier w pozycji 2 w pierścieniu pentozowym zawiera grupę hydroksylową zamiast atomu wodoru.
Ryboza jest estryfikowana kwasem fosforowym w dwóch miejscach. Tworzy to łańcuch z naprzemiennymi jednostkami rybozy i fosforanu. Nukleozasada jest glikozydowo związana z bokiem rybozy. Do budowy RNA dostępne są cztery różne zasady nukleinowe. Są to zasady pirymidynowe, cytozyna i uracyl oraz zasady purynowe, adenina i guanina.
Tymina na bazie azotu znajduje się w DNA zamiast uracylu. Trzy nukleotydy z rzędu, każdy z nich tworzy tryplet, który koduje aminokwas. Kod jest określony przez kolejność zasad nukleinowych (zasad azotowych). W przeciwieństwie do DNA, RNA jest jednoniciowe. Jest to spowodowane grupą hydroksylową w pozycji 2 rybozy.
Funkcja i zadanie
W syntezie kwasu rybonukleinowego syntetyzowane są różne typy RNA. W przeciwieństwie do DNA, RNA nie służy do długotrwałego przechowywania informacji genetycznej, ale do jej przekazywania.
Odpowiada za to informacyjny RNA (mRNA). Kopiuje informację genetyczną z DNA i przekazuje ją do rybosomu, gdzie zachodzi synteza białek. Informacje są tylko tymczasowo przechowywane w RNA. Po zakończeniu syntezy białek jest ponownie rozkładany.
TRNA i rRNA nie niosą żadnych informacji genetycznych, ale raczej pomagają budować białka na rybosomie. Za ekspresję genów odpowiedzialne są inne kwasy rybonukleinowe. Są zatem odpowiedzialni za to, jakie informacje genetyczne w ogóle należy czytać. W ten sposób przyczyniają się również do różnicowania komórek. Wreszcie istnieje RNA, który przejmuje nawet funkcje katalityczne.
Niektóre wirusy zawierają tylko RNA zamiast DNA. Oznacza to, że ich kod genetyczny jest przechowywany w RNA. Jednak RNA można zsyntetyzować tylko przy użyciu DNA. Dlatego wirusy mogą żyć i rozmnażać się tylko w komórce gospodarza.
W syntezie kwasu rybonukleinowego enzym polimeraza RNA katalizuje tworzenie RNA w DNA, co skutkuje dokładnym przeniesieniem kodu genetycznego. Transkrypcja jest inicjowana przez związanie polimerazy RNA z promotorem. To jest specyficzna sekwencja nukleotydów w DNA. W krótkim odcinku DNA podwójna helisa zostaje przerwana przez zerwanie wiązania wodorowego. W tym procesie komplementarne rybonukleotydy są przyłączane do odpowiednich zasad na kodogennej nici DNA.
Grupy rybozowe i fosforanowe łączą się, tworząc wiązanie estrowe, tworząc nić RNA. DNA jest otwierane tylko na krótkim odcinku. Część nici RNA, która została już zsyntetyzowana, wystaje z tego otworu. Synteza kwasu rybonukleinowego kończy się w obszarze DNA zwanym terminatorem. Tam jest kod zatrzymania. Po osiągnięciu kodu stop polimeraza RNA odłącza się od DNA, a powstały RNA zostaje uwolniony.
Choroby i dolegliwości
Synteza kwasu rybonukleinowego jest procesem podstawowym, więc jego zakłócenie ma katastrofalne skutki dla organizmu. Aby móc syntetyzować białka, nie może być większych odchyleń w syntezie. Jednak niektóre obce cząsteczki RNA mogą przeprogramować całą komórkę, tak aby komórka ciała syntetyzowała tylko obcy RNA. Ten proces jest powszechny i odgrywa dużą rolę w infekcjach wirusowych.
Wirusy nie mogą rozmnażać się samodzielnie. Zawsze jesteś zależny od komórki gospodarza. Istnieją zarówno wirusy DNA, jak i wirusy czystego RNA. Oba typy wnikają do komórki i włączają swój materiał genetyczny do kodu genetycznego komórki gospodarza. Komórka zaczyna replikować tylko materiał genetyczny wirusa. Komórka produkuje wirusy, aż do śmierci. Nowo utworzone wirusy wnikają w dalsze komórki i kontynuują niszczenie.
Wirusy RNA wbudowują swój materiał genetyczny w DNA za pomocą enzymu odwrotnej transkryptazy. Po integracji dominuje synteza wirusowego RNA, który jest następnie zawracany do następnej komórki. Retrowirusy również należą do wirusów RNA. Dobrze znanym retrowirusem jest wirus HI. Szczególnym przypadkiem są jednak retrowirusy, które mimo że włączają swój materiał genetyczny do DNA poprzez odwrotną transkryptazę, to nowe wirusy opuszczają komórkę, nie niszcząc jej. Dzięki temu zainfekowane komórki stają się stałym źródłem wirusów.
Jednak przy produkcji nowych wirusów stale występują mutacje, które trwale zmieniają wirusa. Układ odpornościowy tworzy przeciwciała przeciwko istniejącym wirusom, ale zanim zostaną one zniszczone, kod genetyczny zmienił się tak bardzo, że powstałe przeciwciała nie są już skuteczne. Ciało musi nadal produkować nowe przeciwciała. Układ odpornościowy jest tak obciążony, że trwale traci odporność na bakterie, grzyby i wirusy.
