Ribonukleino rūgšties sintezė yra būtina baltymų sintezės sąlyga. Ribonukleino rūgštys perduoda genetinę informaciją iš DNR į baltymus. Kai kuriuose virusuose ribonukleino rūgštys reprezentuoja net visą genomą.
Kas yra ribonukleino rūgšties sintezė?
Ribonukleino rūgšties sintezė visada vyksta DNR. Komplementiniai ribonukleotidai yra surinkti į RNR grandinę, naudojant fermentais kontroliuojamą procesą. Ribonukleino rūgštis (RNR) turi panašią struktūrą kaip dezoksiribonukleorūgštis (DNR). Jį sudaro nukleobazės, cukraus liekanos ir fosfatai. Sudedami trys elementai sudaro nukleotidą. Cukrų sudaro ribozė. Tai pentozė su penkiais anglies atomais. Skirtumas nuo DNR yra tas, kad cukrus, esantis penktozės žiedo 2 padėtyje, o ne vandenilio atomas turi hidroksilo grupę.
Ribozė esterinama fosforo rūgštimi dviejose vietose. Tai sukuria grandinę su kintamais ribozės ir fosfato vienetais. Nukleobazė yra glikozidiškai sujungta su šonine riboze. RNR kaupti yra keturios skirtingos nukleo bazės. Tai yra citimino ir uracilo pirimidino bazės ir purino bazės adeninas ir guaninas.
Tirminas azoto pagrindu randamas DNR vietoje uracilo. Trys nukleotidai iš eilės sudaro tripletą, koduojančią aminorūgštį. Kodas nustatomas pagal branduolines bazes (azoto bazes). Priešingai nei DNR, RNR yra vienos grandinės. Tai sukelia hidroksilo grupė 2-oje ribozės padėtyje.
Funkcija ir užduotis
Sintezuojant ribonukleino rūgštį, sintetinami skirtingi RNR tipai. Priešingai nei DNR, RNR nėra naudojama ilgalaikiam genetinės informacijos saugojimui, o jos perdavimui.
Už tai atsakinga pasiuntinio RNR (mRNR). Jis nukopijuoja genetinę informaciją iš DNR ir perduoda ją ribosomai, kur vyksta baltymų sintezė. Informacija tik laikinai saugoma RNR. Pasibaigus baltymų sintezei, jis vėl suskaidomas.
TRNR ir rRNR neturi jokios genetinės informacijos, o padeda kaupti baltymus ant ribosomos. Kitos ribonukleino rūgštys yra atsakingos už genų ekspresiją. Todėl jie yra atsakingi už tai, kokią genetinę informaciją iš viso reikėtų skaityti. Taigi jie taip pat prisideda prie ląstelių diferenciacijos. Galiausiai yra RNR, kuri netgi atlieka katalizines funkcijas.
Kai kuriuose virusuose vietoje DNR yra tik RNR. Tai reiškia, kad jų genetinis kodas saugomas RNR. Tačiau RNR gali būti sintetinta tik naudojant DNR. Taigi virusai gali gyventi ir daugintis tik šeimininko ląstelėje.
Ribonukleino rūgšties sintezėje fermento RNR polimerazė katalizuoja RNR susidarymą DNR, dėl ko tiksliai perduodamas genetinis kodas. Transkripcija inicijuojama rišant RNR polimerazę prie promotoriaus. Tai yra specifinė DNR nukleotidų seka. Trumpame DNR ruože dviguba spiralė suskaidoma nutraukiant vandenilio ryšį. Proceso metu prie atitinkamų bazių, esančių kodogeninėje DNR grandinėje, yra prijungiami papildomi ribonukleotidai.
Ribozės ir fosfato grupės jungiasi, sudarydamos esterinį ryšį, sukurdamos RNR grandinę. DNR atidaroma tik per trumpą skyrių. Iš šios angos išsikiša jau susintetinta RNR grandinės dalis. Ribonukleino rūgšties sintezė baigiasi DNR srityje, vadinamoje terminatoriumi. Ten yra stop kodas. Kai pasiekiamas stop kodas, RNR polimerazė atsiskiria nuo DNR ir susidariusi RNR išsiskiria.
Ligos ir negalavimai
Ribonukleino rūgšties sintezė yra pagrindinis procesas, todėl sutrikimas turi griaunamąsias pasekmes organizmui. Tam, kad būtų galima sintetinti baltymus, sintezėje neturi būti didelių nukrypimų. Tačiau kai kurios pašalinės RNR dalelės gali perprogramuoti visą ląstelę taip, kad kūno ląstelė sintezuotų tik svetimas RNR. Šis procesas yra įprastas ir vaidina didelę reikšmę virusinėms infekcijoms.
Virusai negali daugintis patys. Jūs visada priklausote nuo ląstelės-šeimininkės. Yra ir DNR virusai, ir gryni RNR virusai. Abu tipai įsiskverbia į ląstelę ir savo genetinę medžiagą įtraukia į ląstelės-šeimininkės genetinį kodą. Ląstelė pradeda replikuoti tik genetinę viruso medžiagą. Ląstelė gamina virusus, kol nemiršta. Naujai susiformavę virusai prasiskverbia į kitas ląsteles ir tęsia naikinimo darbą.
RNR virusai sukuria savo genetinę medžiagą į DNR naudodami fermento atvirkštinę transkriptazę. Po integracijos vyrauja virusinės RNR sintezė, kuri vėliau grąžinama į kitą ląstelę. Retrovirusai taip pat priklauso RNR virusams. Plačiai žinomas retrovirusas yra HI virusas. Retrovirusai yra ypatingas atvejis, nors jie taip pat įtraukia savo genetinę medžiagą į DNR per atvirkštinę transkriptazę, tačiau sukurti nauji virusai palieka ląstelę jos nesunaikindami. Tai leidžia užkrėstoms ląstelėms tapti nuolatiniu virusų šaltiniu.
Tačiau gaminant naujus virusus taip pat nuolat vyksta mutacijos, kurios visam laikui keičia virusą. Imuninė sistema iš tikrųjų formuoja antikūnus prieš esamus virusus, tačiau prieš juos sunaikinant, genetinis kodas pasikeitė tiek, kad susidarę antikūnai nebeveiksmingi. Organizmas turi ir toliau gaminti naujus antikūnus. Imuninė sistema patiria tokį stresą, kad visam laikui praranda atsparumą bakterijoms, grybeliams ir virusams.
