Синтез рибонуклеїнової кислоти

The Синтез рибонуклеїнової кислоти є необхідною умовою синтезу білка. Рибонуклеїнові кислоти передають генетичну інформацію з ДНК до білків. У деяких вірусів рибонуклеїнові кислоти навіть представляють весь геном.

Що таке синтез рибонуклеїнової кислоти?

Синтез рибонуклеїнової кислоти завжди відбувається на ДНК. Там комплементарні рибонуклеотиди збираються в ланцюг РНК, використовуючи ферментативно контрольований процес. Рибонуклеїнова кислота (РНК) має схожу будову з дезоксирибонуклеїновою кислотою (ДНК). Він складається з нуклеобаз, залишку цукру та фосфатів. У поєднанні три будівельні блоки утворюють нуклеотид. Цукор складається з рибози. Це пентоза з п'ятьма атомами вуглецю. Відмінність від ДНК полягає в тому, що цукор у 2-му положенні в пентозному кільці містить гідроксильну групу замість атома водню.

Рибоза етерифікується фосфорною кислотою в двох місцях. Це створює ланцюг з чергуванням одиниць рибози та фосфату. Нуклеобаза глікозидно пов'язана зі стороною рибози. Для створення РНК доступні чотири різних нуклеобази. Це піримідинові основи цитозин та урацил та пуринові основи - аденін та гуанін.

Амінокислотна основа тиміну міститься в ДНК замість урацилу. Три нуклеотиди поспіль утворюють триплет, який кодує амінокислоту. Код визначається порядком ядерних основ (азотних основ). На відміну від ДНК, РНК є одноланцюговою. Це викликано гідроксильною групою в 2-положенні рибози.

Функція та завдання

При синтезі рибонуклеїнової кислоти синтезуються різні типи РНК. На відміну від ДНК, РНК використовується не для тривалого зберігання генетичної інформації, а для її передачі.

За це відповідає вісник РНК (мРНК). Він копіює генетичну інформацію з ДНК і передає її в рибосому, де відбувається синтез білка. Інформація лише тимчасово зберігається в РНК. Після закінчення синтезу білка він знову руйнується.

ТРНК і рРНК не несуть генетичної інформації, а скоріше допомагають будувати білки на рибосомі. Інші рибонуклеїнові кислоти відповідають за експресію генів. Тому вони несуть відповідальність за те, яку генетичну інформацію потрібно читати взагалі. Таким чином, вони також сприяють диференціації клітин. Нарешті, є РНК, яка навіть бере на себе каталітичні функції.

Деякі віруси містять лише РНК замість ДНК. Це означає, що їх генетичний код зберігається в РНК. Однак РНК можна синтезувати лише за допомогою ДНК. Тому віруси здатні жити і розмножуватися лише в клітині-хазяїні.

При синтезі рибонуклеїнової кислоти фермент РНК-полімераза каталізує утворення РНК на ДНК, що призводить до точної передачі генетичного коду. Транскрипцію ініціюють зв'язуванням РНК-полімерази з промотором. Це специфічна нуклеотидна послідовність на ДНК. За короткого розтягування ДНК подвійна спіраль розпадається шляхом розриву водневої зв'язку. У процесі комплементарні рибонуклеотиди приєднуються до відповідних підстав на кодогенній нитці ДНК.

Рибоза і фосфатні групи об'єднуються, утворюючи зв'язок ефіру, створюючи ланцюг РНК. ДНК відкривається лише на короткому розрізі. Розріз нитки РНК, який уже синтезований, виступає з цього отвору. Синтез рибонуклеїнової кислоти закінчується на ділянці ДНК, що називається термінатором. Там стоп-код. Коли досягається код зупинки, РНК-полімераза відривається від ДНК і РНК, що утворюється, вивільняється.

Хвороби та недуги

Синтез рибонуклеїнової кислоти - це фундаментальний процес, тому порушення може мати руйнівні наслідки для організму. Для того, щоб мати можливість синтезувати білки, не повинно бути великих відхилень у синтезі. Однак деякі іноземні РНК-частинки можуть перепрограмувати всю клітину так, що клітина тіла лише синтезує чужорідну РНК. Цей процес є загальним і відіграє велику роль у вірусних інфекціях.

Віруси не можуть розмножуватися самостійно. Ви завжди залежні від клітини хазяїна. Існують як ДНК-віруси, так і чисті РНК-віруси. Обидва типи проникають в клітину і включають свій генетичний матеріал у генетичний код клітини-господаря. Клітина починає розмножувати лише генетичний матеріал вірусу. Клітина виробляє віруси, поки не гине. Новоутворені віруси проникають у подальші клітини і продовжують свою роботу по знищенню.

РНК-віруси вбудовують свій генетичний матеріал у ДНК за допомогою зворотної транскриптази ферменту. Після інтеграції домінує синтез вірусної РНК, який потім повертається до наступної клітини. Ретровіруси також належать до вірусів РНК. Відомим ретровірусом є вірус HI. Однак ретровіруси є особливим випадком, хоча вони також включають свій генетичний матеріал у ДНК за допомогою зворотної транскриптази, нові віруси, що створюються, залишають клітину, не руйнуючи її. Це дозволяє інфікованим клітинам стати постійним джерелом вірусів.

Однак у виробництві нових вірусів постійно відбуваються мутації, які постійно змінюють вірус. Імунна система утворює антитіла проти існуючих вірусів, але перед їх знищенням генетичний код змінився настільки сильно, що сформовані антитіла вже не ефективні. Організм повинен продовжувати виробляти нові антитіла. Імунна система настільки підкреслена, що назавжди втрачає стійкість до бактерій, грибків та вірусів.