RNA

Syntéza bílkovin RNA

Messenger RNA

Hlavní funkcí RNA je přenášet informace o sekvenci aminokyselin z genů do míst, kde se na ribozomech v cytoplazmě sestavují bílkoviny.

K tomu slouží messengerová RNA (mRNA). Jedno vlákno DNA je předlohou pro mRNA, která se z tohoto vlákna DNA přepisuje. Sekvence párů bází je z DNA přepisována enzymem zvaným RNA polymeráza. Poté se mRNA přesouvá z jádra do ribozomů v cytoplazmě, kde tvoří bílkoviny. MRNA převádí sekvenci párů bází na sekvenci aminokyselin a vytváří bílkoviny. Tento proces se nazývá translace.

DNA neopouští jádro z různých důvodů. DNA je velmi dlouhá molekula a v chromozomech je vázána na bílkoviny zvané histony. mRNA se naopak může pohybovat a reagovat s různými buněčnými enzymy. Po přepisu opouští mRNA jádro a přesouvá se do ribozomů.

Dva druhy nekódujících RNA pomáhají v procesu tvorby proteinů v buňce. Jsou to transferová RNA (tRNA) a ribozomální RNA (rRNA).

tRNA

Transferová RNA (tRNA) je krátká molekula o délce asi 80 nukleotidů, která přenáší specifickou aminokyselinu do polypeptidového řetězce na ribozomu. Pro každou aminokyselinu existuje jiná tRNA. Každá z nich má místo pro připojení aminokyseliny a antikodon, který odpovídá kodonu na mRNA. Například kodony UUU nebo UUC kódují aminokyselinu fenylalanin.

rRNA

Ribosomální RNA (rRNA) je katalytickou složkou ribosomů. Eukaryotické ribozomy obsahují čtyři různé molekuly rRNA: 18S, 5,8S, 28S a 5S rRNA. Tři z molekul rRNA jsou syntetizovány v jádře a jedna je syntetizována jinde. V cytoplazmě se ribozomální RNA a bílkovina spojují a vytvářejí nukleoprotein zvaný ribozom. Ribozom váže mRNA a provádí syntézu bílkovin. Na jednu mRNA může být v každém okamžiku navázáno několik ribozomů. rRNA je velmi hojná a tvoří 80 % z 10 mg/ml RNA, která se nachází v typické eukaryotické cytoplazmě.

snRNA

Malé jaderné RNA (snRNA) se spojují s proteiny a vytvářejí spliceozomy. Spliceozomy řídí alternativní sestřih. Geny kódují proteiny v kouscích zvaných exony. Tyto bity mohou být spojeny různými způsoby a vytvářet různé mRNA. Z jednoho genu tak může vzniknout mnoho proteinů. To je proces alternativního sestřihu. Nežádoucí verze bílkoviny se rozřežou proteázami a chemické bity se znovu použijí.

Struktura zralé eukaryotické mRNA. Plně zpracovaná mRNA obsahuje 5' čepičku, 5' UTR, kódující oblast, 3' UTR a poly(A) ocas. UTR = nepřekládaná oblast

Regulační RNA

Existuje řada RNA, které regulují geny, tj. regulují rychlost, jakou jsou geny přepisovány nebo překládány.

miRNA

Mikro RNA (miRNA) působí tak, že se připojí k enzymu a zablokuje mRNA nebo urychlí její rozpad. Tomu se říká RNA interference.

siRNA

Malé interferující RNA (někdy nazývané umlčující RNA) zasahují do exprese určitého genu. Jsou to poměrně malé (20/25 nukleotidů) dvouvláknové molekuly. Jejich objevení způsobilo prudký rozvoj biomedicínského výzkumu a vývoje léčiv.

Parazitické a jiné RNA

Retrotranspozony

Transpozony jsou pouze jedním z několika typů mobilních genetických elementů. Retrotranspozony se kopírují ve dvou fázích: nejprve z DNA do RNA transkripcí a poté z RNA zpět do DNA reverzní transkripcí. Kopie DNA je poté vložena do genomu na nové místo. Retrotranspozony se chovají velmi podobně jako retroviry, například HIV.

Virové genomy

Virové genomy, které jsou obvykle tvořeny RNA, přebírají buněčný mechanismus a vytvářejí novou virovou RNA i bílkovinný plášť viru.

Genomy fágů

Genomy fágů jsou poměrně rozmanité. Genetický materiál může být ssRNA (jednovláknová RNA), dsRNA (dvouvláknová RNA), ssDNA (jednovláknová DNA) nebo dsDNA (dvouvláknová DNA). Může být dlouhá 5 až 500 párů bází a mít buď kruhové, nebo lineární uspořádání. Bakteriofágy mají obvykle velikost mezi 20 a 200 nanometry.

Genomy fágů mohou obsahovat jen čtyři geny, ale i stovky genů.

Používá

Někteří vědci a lékaři používají messengerovou RNA ve vakcínách k léčbě rakoviny a prevenci onemocnění.