Kyselina ribonukleová má podobnou strukturu jako kyselina deoxyribonukleová (DNA). Jako nosič genetické informace však hraje pouze podřízenou roli. Jako vyrovnávací paměť informací slouží mimo jiné jako překladač a vysílač genetického kódu z DNA na protein.
Co je ribonukleová kyselina?
Kyselina ribonukleová je v angličtině i němčině zkratka RNA určený. Jeho struktura je podobná struktuře DNA (deoxyribonukleová kyselina). Na rozdíl od DNA se však skládá pouze z jednoho řetězce. Jejich úkolem je mimo jiné přenos a překlad genetického kódu v biosyntéze proteinů.
RNA se však vyskytuje v různých formách a plní také různé úkoly. Kratší molekuly RNA nemají vůbec žádný genetický kód, ale jsou zodpovědné za transport určitých aminokyselin. Kyselina ribonukleová není tak stabilní jako DNA, protože nemá žádnou funkci dlouhodobého skladování genetického kódu. Například v případě mRNA slouží pouze jako vyrovnávací paměť, dokud není dokončen přenos a translace.
Anatomie a struktura
Kyselina ribonukleová je řetězec složený z mnoha nukleotidů. Nukleotid sestává ze spojení mezi fosfátovým zbytkem, cukrem a dusíkovou bází. Dusíkaté báze adenin, guanin, cytosin a uracil jsou navázány na zbytek cukru (ribóza). Cukr je zase esterifikován na dvou místech fosfátovým zbytkem a tvoří s ním můstek.
Dusíková báze je v opačné poloze než cukr. Zbytky cukru a fosfátů se střídají a tvoří řetězec. Dusíkaté báze proto nejsou přímo spojeny, ale sedí na straně cukru. Tři po sobě jdoucí dusíkaté báze se nazývají triplety a obsahují genetický kód pro konkrétní aminokyselinu. Několik tripletů v řadě kóduje polypeptidový nebo proteinový řetězec.
Na rozdíl od DNA obsahuje cukr hydroxylovou skupinu v poloze 2 'místo atomu vodíku. Kromě toho je dusíková báze thyminu vyměněna za uracil v RNA. Kvůli těmto malým chemickým odchylkám je RNA na rozdíl od DNA obvykle pouze jednovláknová. Hydroxylová skupina v ribóze také zajišťuje, že kyselina ribonukleová není tak stabilní jako DNA. Sestava a demontáž musí být flexibilní, protože informace, které se mají přenášet, se neustále mění.
Funkce a úkoly
Kyselina ribonukleová plní několik úkolů. Jako dlouhodobá paměť pro genetický kód je obvykle vyloučena. Pouze u některých virů slouží RNA jako nosič genetické informace. U ostatních živých bytostí je tento úkol převzat DNA. RNA funguje mimo jiné jako vysílač a překladatel genetického kódu v biosyntéze proteinu.
Za to odpovídá mRNA. Translatovaná mRNA znamená messengerovou RNA nebo messengerovou RNA. Zkopíruje informace o genu a přenese je do ribozomu, kde je pomocí této informace syntetizován protein. Tři sousední nukleotidy tvoří tzv. Kodon, který představuje určitou aminokyselinu. Tímto způsobem se postupně vytváří polypeptidový řetězec aminokyselin. Jednotlivé aminokyseliny jsou transportovány do ribozomu pomocí tRNA (transfer RNA). TRNA tak funguje jako pomocná molekula v biosyntéze proteinu. Jako další molekula RNA je rRNA (ribozomální RNA) zapojena do struktury ribozomů.
Dalšími příklady jsou asRNA (antisense RNA) pro regulaci genové exprese, hnRNA (heterogenní jaderná RNA) jako prekurzor zralé mRNA, ribowitche pro regulaci genu, ribozymy pro katalýzu biochemických reakcí a mnoho dalších. Molekuly RNA nesmí být stabilní, protože jsou zapotřebí různé transkripty v různých časech. Odštěpené nukleotidy nebo oligomery se neustále používají pro novou syntézu RNA. Podle světové hypotézy RNA Waltera Gilberta tvořily molekuly RNA prekurzory všech organismů. Dokonce i dnes jsou jedinými nosiči genetického kódu některých virů.
Nemoci
V souvislosti s chorobami hrají roli ribonukleové kyseliny, protože mnoho virů má RNA jako svůj genetický materiál. Kromě DNA virů existují i viry s jednořetězcovou nebo dvouřetězcovou RNA. Mimo živý organismus je virus zcela neaktivní. Nemá svůj vlastní metabolismus. Pokud však virus přijde do styku s tělními buňkami, aktivuje se genetická informace o jeho DNA nebo RNA. Virus se začne množit pomocí organel hostitelské buňky.
Hostitelská buňka je virem přeprogramována tak, aby produkovala jednotlivé komponenty viru. Genetický materiál viru se dostane do buněčného jádra. Je to tak, že je inkorporován do DNA hostitelské buňky a neustále se vytvářejí nové viry. Viry jsou vypouštěny z buňky. Proces se opakuje, dokud buňka nezemře. V případě RNA virů je genetická informace RNA přepsána do DNA pomocí enzymu reverzní transkriptázy. Retroviry jsou speciální formou RNA virů. Například virus HI je jedním z retrovirů. Také u retrovirů zajišťuje enzymová reverzní transkriptáza přenos genetické informace jednořetězcové RNA do DNA hostitelské buňky.
Vznikají nové viry, které opouštějí buňku, aniž by byly zničeny. Neustále se vytvářejí nové viry, které neustále útočí na jiné buňky. Retroviry jsou velmi citlivé na mutaci, a proto je těžké s nimi bojovat. Jako terapie se používá kombinace několika složek, jako jsou inhibitory reverzní transkriptázy a inhibitory proteázy.
