Kodėl RNR laikoma genetinės informacijos tarpininke?
RNR yra viena iš dviejų pagrindinių nukleorūgščių rūšių; kita yra DNR. DNR dažniausiai saugo paveldimą informaciją, o RNR tą informaciją perneša, perskaito arba padeda įgyvendinti ląstelės viduje. Šis ryšys apibendrinamas molekulinės biologijos principu: DNR → RNR → baltymas.
Praktiškai tai reiškia, kad genas DNR molekulėje pirmiausia perrašomas į RNR. Šis procesas vadinamas transkripcija. Tada dalis RNR molekulių tampa instrukcija baltymų gamybai, kuri vyksta ribosomose. Todėl RNR nėra tik „kopija“ – ji yra būtina grandis tarp genetinio kodo ir ląstelės funkcijų.
Iš ko sudaryta RNR molekulė?
RNR sudaryta iš pasikartojančių vienetų – ribonukleotidų. Kiekvieną ribonukleotidą sudaro trys dalys: ribozės cukrus, fosfato grupė ir azotinė bazė. RNR naudojamos keturios bazės: adeninas, uracilas, citozinas ir guaninas. Jos žymimos raidėmis A, U, C ir G.
Svarbus skirtumas nuo DNR yra tas, kad RNR vietoje timino turi uracilą. Be to, RNR cukrus yra ribozė, o DNR cukrus – deoksiribozė. Dėl šio cheminio skirtumo RNR paprastai yra mažiau stabili nei DNR, tačiau lankstesnė, todėl gali atlikti daugiau skirtingų funkcijų.
Kuo RNR skiriasi nuo DNR?
DNR dažniausiai yra dvigrandė spiralė, o RNR dažniausiai būna viengrandė. Vis dėlto tai nėra absoliuti taisyklė: RNR grandinė gali susilankstyti ir sudaryti sudėtingas erdvines struktūras. Tokios struktūros leidžia kai kurioms RNR molekulėms jungtis prie baltymų, atpažinti kitas molekules ar net katalizuoti chemines reakcijas.
Kitas skirtumas – biologinė paskirtis. DNR žmogaus organizme daugiausia veikia kaip ilgalaikė genetinės informacijos saugykla. RNR dažniau yra laikinesnė, greičiau pagaminama ir suardoma molekulė, todėl ląstelė per ją gali greitai reaguoti į vidinius ar išorinius signalus.
Kokios yra pagrindinės RNR rūšys?
Dažniausiai minimos trys klasikinės RNR rūšys: informacinė RNR, pernašos RNR ir ribosominė RNR. Informacinė RNR, arba iRNR, perneša genetinę informaciją nuo DNR iki ribosomų. Tarptautinėje literatūroje ji vadinama mRNA.
Pernašos RNR, arba tRNR, atgabena aminorūgštis į ribosomą. Ribosominė RNR, arba rRNR, yra pagrindinė ribosomų dalis ir tiesiogiai dalyvauja baltymų sintezėje. Be šių rūšių, yra ir reguliacinių RNR: mikroRNR, mažosios interferuojančios RNR ir ilgosios nekoduojančios RNR. Jos padeda valdyti, kurie genai ląstelėje bus aktyvūs.
Kaip RNR dalyvauja baltymų sintezėje?
Baltymų sintezė prasideda tada, kai DNR informacija perrašoma į iRNR. Vėliau iRNR keliauja į ribosomą, kur jos seka perskaitoma po tris nukleotidus. Toks trijų bazių derinys vadinamas kodonu.
Kodono logika paprasta: kadangi RNR turi keturias bazes, trijų bazių derinių skaičius apskaičiuojamas formule 4³ = 64. Šie kodonai nurodo, kuri aminorūgštis turi būti įjungta į augančią baltymo grandinę, arba pažymi sintezės pabaigą. Taip cheminė nukleotidų seka tampa aminorūgščių seka, o vėliau – konkrečiu baltymu.
Kur RNR veikia žmogaus organizme?
Žmogaus organizme RNR randama beveik visose gyvose ląstelėse. Branduolyje ji susidaro transkripcijos metu, citoplazmoje dalyvauja baltymų sintezėje, o ribosomose tampa tiesiogine baltymų gamybos mechanizmo dalimi. Mitochondrijose taip pat susidaro RNR, nes šios organelės turi savo genetinę sistemą.
RNR kiekis ir rūšys priklauso nuo ląstelės tipo bei jos būsenos. Pavyzdžiui, aktyviai baltymus gaminančiose ląstelėse intensyviai naudojama iRNR ir rRNR. Tuo metu reguliacinės RNR svarbios tada, kai ląstelė turi tiksliai įjungti arba slopinti tam tikrų genų raišką.
Kodėl RNR svarbi virusams ir medicinai?
Kai kuriems virusams RNR yra genetinė medžiaga. Tokie virusai vadinami RNR virusais. Jų pavyzdžiai yra gripo virusai, koronavirusai ir ŽIV. Tai reiškia, kad jų paveldima informacija saugoma ne DNR, o RNR molekulėse.
Medicininiuose tyrimuose RNR svarbi todėl, kad jos aptikimas gali rodyti aktyvų biologinį procesą. Pavyzdžiui, nustatant kai kuriuos virusus ieškoma jų RNR. Molekulinėje biologijoje tam dažnai naudojama atvirkštinės transkripcijos polimerazės grandininė reakcija, trumpinama RT-PGR arba RT-PCR.
Ar RNR gali atlikti daugiau nei informacijos pernašos funkciją?
Taip. Kai kurios RNR molekulės veikia kaip fermentai. Tokios katalizinės RNR vadinamos ribozimais. Šis faktas svarbus todėl, kad parodo: RNR gali ne tik saugoti ar perduoti informaciją, bet ir dalyvauti cheminėse reakcijose.
Dėl šių savybių RNR laikoma viena universaliausių ląstelės molekulių. Ji susieja genetiką, baltymų sintezę, genų reguliaciją ir kai kurių virusų dauginimąsi. Todėl trumpas atsakymas į klausimą „RNR kas tai yra“ yra toks: tai ribonukleino rūgštis, be kurios ląstelė negalėtų tiksliai perskaityti, panaudoti ir reguliuoti genetinės informacijos.
Šaltinis: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26887/
Šaltinis: https://www.genome.gov/genetics-glossary/RNA-Ribonucleic-Acid
Šaltinis: https://www.britannica.com/science/RNA
