Co to jest RNA?
RNA, inaczej kwas rybonukleinowy jest to organiczny związek chemiczny zbudowany z nukleotydów. W przeciwieństwie do kwasu dezoksyrybonukleinowego (DNA), cząsteczki te występują zarówno w jądrze komórkowym jak i cytoplazmie. Podstawową funkcją RNA jest przekazywanie informacji z DNA do białek.
Rodzaje RNA (kwasów rybonukleinowych)
Istnieje wiele rodzajów kwasów rybonukleinowych. Różnią się między innymi strukturą, wielkością oraz funkcją. Wszystkie te parametry uzależnione są od sekwencji nukleotydów, które budują dany kwas. Wyróżnia się 3 główne rodzaje RNA:
- mRNA – kwas matrycowy lub informacyjny. Odpowiada za przekazywanie informacji kodującej z DNA do białka.
- tRNA – kwas transferowy. Stosunkowo niewielka cząsteczka, składająca się z kilkudziesięciu nukleotydów, którego zadaniem jest transportowanie wolnych aminokwasów z cytoplazmy do rybosomów (w których powstają białka).
- rRNA - kwas rybosomalny. Wchodzi w skład rybosomów i bierze udział w procesie wytwarzania białek.
Oprócz tego, istnieją mniejsze cząsteczki RNA, odpowiedzialne za inne zadania i są to: kwas heterogenny jądrowy RNA, mały jądrowy, mały jąderkowy, mały cytoplazmatyczny oraz antysensowy RNA.
RNA – budowa
Podobnie jak DNA, RNA przyjmuje postać łańcucha zbudowanego z nukleotydów. Składa się z 4 zasad azotowych: adeniny (A), cytozyny (C), guaniny (G) oraz uracylu (U), a także rybozy, czyli cukru pięciowęglowego i reszty fosforanowej. Składowe kwasu rybonukleinowego nazywane są rybonukleotydami i połączone są wiązaniami fosfodiestrowymi. Struktura pojedynczego łańcucha RNA (kwas dezoksyrybonukleinowy składa się z 2 łańcuchów) czyli kolejność nukleotydów, jest uwarunkowana sekwencją nukleotydów w matrycowej nici DNA. Wyjątek stanowi uracyl, który odpowiada tyminie w DNA. Łańcuch RNA przyjmuje postać zwykle prawoskrętnej helisy.
RNA powstaje w wyniku transkrypcji. Mechanizm ten polega na przepisywaniu sekwencji nukleotydów z DNA na nową nić, kwas rybonukleinowy przez enzym, nazywany polimerazą RNA. Proces ten zachodzi w jądrze komórkowym, mitochondrium oraz plastydach.
Wirusy RNA
O ile w organizmach żywych materiał genetyczny kodowany jest za pomocą DNA, w przypadku wielu wirusów nośnikiem genów jest samo RNA, które składa się z sekwencji nukleotydów.
- Kalicywirusy – odpowiedzialne są za ostre zapalenie żołądka i jelit
- pikornawirusy – wywołujące m.in. ostre porażenie dziecięce (polio), wirusowe zapalenie wątroby typu A
- Koronawirusy – odpowiadające za 10 – 20 proc. przeziębień
- Togawirusy – będące przyczyną różyczki
- Flawiwirusy – wywołujące m.in. gorączkę Zachodniego Nilu oraz zapalenia wątroby typu C
- Rabdowirusy – do tej grupy zalicza się wirus wścieklizny
- Retrowirusy – wywołujące m.in. chorobę AIDS, a także niektóre nowotwory
- Arenawirusy – odpowiadające za gorączki krwotoczne, gorączkę lassa i zapalenie wątroby typu D
- Ortomyksowirusy i paramyksowirusy – są to wirusy grypy, które w przeszłości wywoływały również epidemię (m.in. hiszpanki, grypy azjatyckiej, meksykańskiej)
- Rotawirusy
Znaczenie DNA i RNA w historii genetyki
Genetyka to stosunkowo młoda dziedzina nauki, która zapoczątkowana została w połowie XIX wieku, a wiedza na temat istnienia DNA i RNA jest jeszcze młodsza, ponieważ struktury te odkryto zaledwie kilkadziesiąt lat temu.
W 1859 roku Karol Darwin wydał swoją rozprawę „O powstawaniu gatunków”, w której zakładał, że istnieje dziedziczenie, a kilka lat później, w roku 1866 Grzegorz Mendel spisał pierwsze prawa z zakresu tej dziedziny (Prawa Mendla). W tym czasie również, a dokładnie w 1869 roku Johann Friedrich Miescher, szwajcarski naukowiec odkrył również kwasy nukleinowe. Wiedza na ich temat nie zostawała jednak zgłębiana przez kolejne 100 lat i DNA okryto dopiero w 1953 roku. Na podstawie wcześniej odkrytej rybozy (1909 r.) wysnuto wniosek, że istnieje coś takiego jak RNA. Od tamtej pory, genetyka zaczęła się dynamicznie rozwijać. Niemal w każdym roku odkrywano jakiś proces lub strukturę, które wnosiły rewolucyjne zmiany w zakresie tej dziedziny. W 1957 roku angielski biochemik Francis Crick sformułował sztandarowe twierdzenie genetyki molekularnej, dotyczące funkcji oraz zależności DNA i RNA. W 1959 roku odkryto polimerazę RNA, czyli enzym, który bierze udział w transkrypcji, procesie powstawania tej struktury, a w 1960 roku wynaleziono mRNA.
