Ribonukleīnskābe
RNS ir akronīms ribonukleīnskābei - nukleīnskābei. Šobrīd ir zināmi daudzi dažādi tās veidi.
RNS fiziski atšķiras no DNS: DNS satur divas savstarpēji savītas virtenes, bet RNR satur tikai vienu virteni. RNR satur arī citas bāzes nekā DNS. Šīs bāzes ir šādas:
(A) Adenīns
(G) Guanīns
(C) citozīns
(U) Uracils
Adenīns veido saites ar uracilu, bet guanīns - ar citozīnu. Tādējādi mēs sakām, ka adenīns ir komplementārs uracilam un guanīns ir komplementārs citozīnam. Pirmās trīs bāzes ir atrodamas arī DNS, bet uracils aizstāj timīnu kā adenīna papildinājums.
RNS satur arī ribozi, nevis deoksiribozi, kas ir DNS sastāvā. Šo atšķirību dēļ RNS ir ķīmiski reaģētspējīgāka nekā DNS. Tāpēc tā ir piemērotāka molekula dalībai šūnu reakcijās.
RNS ir dažu vīrusu ģenētiskās informācijas nesējs, īpaši tādu retrovīrusu kā HIV vīruss. Tas ir vienīgais izņēmums no vispārējā noteikuma, ka DNS ir iedzimtā viela.
Olbaltumvielu sintēzes RNS
Vēstneša RNS
RNS galvenā funkcija ir pārnest aminoskābju secības informāciju no gēniem uz vietu, kur olbaltumvielas tiek montētas uz ribosomām citoplazmā.
To nodrošina ziņneša RNS (mRNS). Viena DNS virkne ir projekts mRNS, kas tiek pārrakstīta no šīs DNS virknes. Bāzu pāru secību no DNS pārraksta enzīms, ko sauc par RNP polimerāzi. Pēc tam mRNA no kodola pārvietojas uz ribosomām citoplazmā, lai veidotu olbaltumvielas. MRNA bāzes pāru sekvenci pārvērš aminoskābju sekvencē, veidojot olbaltumvielas. Šo procesu sauc par translāciju.
Dažādu iemeslu dēļ DNS neatstāj kodolu. DNS ir ļoti gara molekula, un hromosomās tā ir saistīta ar olbaltumvielām, ko sauc par histoniem. mRNS savukārt var pārvietoties un reaģēt ar dažādiem šūnu enzīmiem. Pēc transkripcijas mRNS atstāj kodolu un pārvietojas uz ribosomām.
Divu veidu nekodējošās RNS palīdz veidot olbaltumvielas šūnā. Tās ir pārneses RNS (tRNS) un ribosomālā RNS (rRNS).
tRNA
Transfer RNS (tRNS) ir īsa, aptuveni 80 nukleotīdu gara molekula, kas pārnes konkrētu aminoskābi uz polipeptīdu ķēdi ribosomā. Katrai aminoskābei ir atšķirīga tRNA. Katrā no tām ir vieta, kur aminoskābei jāpievienojas, un antikodons, kas atbilst kodonam mRNS. Piemēram, kodoni UUU vai UUC kodē aminoskābi fenilalanīnu.
rRNS
Ribosomu RNS (rRNS) ir ribosomu katalītiskā sastāvdaļa. Eikariotu ribosomas satur četras dažādas rRNS molekulas: 18S, 5,8S, 28S un 5S rRNS. Trīs no rRNS molekulām tiek sintezētas kodolā, bet viena tiek sintezēta citur. Citoplazmā ribosomālā RNS un olbaltumvielas apvienojas, veidojot nukleoproteīnu, ko sauc par ribosomu. Robosoma saista mRNS un veic olbaltumvielu sintēzi. Vienai mRNS jebkurā laikā var būt pievienotas vairākas ribosomas. rRNS ir ļoti daudz, un tā veido 80 % no 10 mg/ml RNS, kas atrodama tipiskā eikariotu citoplazmā.
snRNS
Mazās kodola RNS (snRNS) savienojas ar olbaltumvielām, veidojot spliceosomas. Spliceosomas regulē alternatīvo sazarošanu. Gēni kodē olbaltumvielas fragmentos, ko sauc par eksoniem. Bitus var savienot kopā dažādos veidos, lai veidotu dažādas mRNS. Tādējādi no viena gēna var izveidot daudzus proteīnus. Šis ir alternatīvās sazarošanas process. Nevēlamās olbaltumvielas versijas sasmalcina proteāzes, un ķīmiskie biti tiek izmantoti atkārtoti.
Nobriedušas eikariotu mRNS struktūra. Pilnībā apstrādātā mRNS sastāv no 5' vāciņa, 5' UTR, kodējošā apgabala, 3' UTR un poli(A) astes. UTR = netranslētais reģions
Regulatīvās RNS
Ir vairākas RNS, kas regulē gēnus, proti, tās regulē gēnu transkripcijas vai translācijas ātrumu.
miRNA
Mikro RNS (miRNS) darbojas, pievienojoties enzīmam un bloķējot mRNS vai paātrinot tās sadalīšanos. To sauc par RNR interferenci.
siRNA
Mazās interferējošās RNS (dažkārt tās sauc par klusējošām RNS) traucē konkrēta gēna ekspresiju. Tās ir diezgan mazas (20/25 nukleotīdi) divvirpienu molekulas. To atklāšana ir izraisījusi strauju pieaugumu biomedicīnas pētniecībā un zāļu izstrādē.
Parazītiskās un citas RNS
Retrotranspozoni
Transpozoni ir tikai viens no vairākiem mobilo ģenētisko elementu veidiem. Retrotranspozoni sevi kopē divos posmos: vispirms no DNS uz RNS, veicot transkripciju, un pēc tam no RNS atpakaļ uz DNS, veicot reverso transkripciju. Pēc tam DNS kopija tiek ievietota genomā jaunā vietā. Retrotranspozoni uzvedas ļoti līdzīgi retrovīriem, piemēram, HIV.
Vīrusu genomi
Vīrusu genomi, kas parasti ir RNS, pārņem šūnas mehānismu un veido gan jaunu vīrusu RNS, gan vīrusa olbaltumvielu apvalku.
Fāgu genomi
Fāgu genomi ir diezgan daudzveidīgi. Ģenētiskais materiāls var būt ssRNS (vienšķiedru RNS), dsRNS (divšķiedru RNS), ssDNS (vienšķiedru DNS) vai dsDNS (divšķiedru DNS). Tās garums var būt no 5 līdz 500 kilopāru bāzu pāru, un tās izvietojums var būt apaļš vai lineārs. Bakteriofāgu izmērs parasti ir no 20 līdz 200 nanometriem.
Fāgu genomos var būt gan tikai četri gēni, gan simtiem gēnu.
Izmanto
Daži zinātnieki un ārsti ir izmantojuši ziņnešu RNS vakcīnās, lai ārstētu vēzi un novērstu cilvēku saslimšanu.
Jautājumi un atbildes
J: Ko nozīmē RNS?
A: RNS ir ribonukleīnskābe.
J: Ar ko RNS fiziski atšķiras no DNS?
A: RNS satur tikai vienu virkni, bet DNS satur divas savstarpēji savītas virknes.
J: Kādas ir dažādas RNS bāzes?
A: RNR ir šādas dažādas bāzes: adenīns, guanīns, citozīns un uracils.
J: Kāda ir DNS bāzu savstarpējā saistība?
A: Adenīns veido saites ar uracilu, bet guanīns - ar citozīnu.
J: Ar ko RNS ķīmiski atšķiras no DNS?
A: RNS satur ribozi deoksiribozes vietā, tāpēc tā ir ķīmiski reaģētspējīgāka nekā DNS.
J: Kāda ir RNS loma šūnu reakcijās?
A: RNS ir piemērotāka dalībai šūnu reakcijās, jo tā ir ķīmiski reaktīva.
J: Kādi vīrusi izmanto RNS kā ģenētiskās informācijas nesēju?
A: Daži vīrusi, īpaši retrovīrusi, piemēram, HIV vīruss, izmanto RNS kā ģenētiskās informācijas nesēju.
