Hvorfor kan en celle lave en masse rRNA, men kun en kopi af DNA?

Hver levende celle indeholder DNA fremstillet af fire byggesten kaldet nukleotider. Nukleotidsekvensen stammer fra gener, der koder for proteinerne og RNA'et, som cellerne kræver for at vokse og reproducere sig selv. Hver streng af DNA opretholdes som en enkelt kopi pr. Celle, mens generne fundet på et kromosom ofte transkriberes i mange kopier af RNA.

Tre hovedtyper af RNA

Celler har brug for tre hoved typer af RNA til at udføre deres biologiske funktioner: mRNA, tRNA og rRNA. Den type, der tjener som en skabelon til fremstilling af protein, er mRNA, mens tRNA og rRNA hjælper med proteinsyntese. De cellulære maskiner, der syntetiserer proteiner, kaldes ribosomer, og disse er store komplekser sammensat af flere forskellige rRNA-molekyler og mere end 50 proteiner. Når et mRNA-molekyle kombineres med et ribosom, matcher tRNA mRNA-skabelonen med de aminosyrer, der udgør et protein. Arbejdet med rRNA er at hjælpe med den kemiske reaktion at lave bindinger mellem aminosyrer.

Celler indeholder mange ribosomer

En typisk dyrecelle indeholder gennemsnitligt 8 til 10 milliarder proteinmolekyler. Hvert protein skal syntetiseres på en ribosom, så klart kræves et stort antal ribosomer. En hurtigt opdelende celle kan have op til 10 millioner ribosomer.

Ribosomer Indeholder rRNA

Ribosomer har to dele, kaldet subunits, der kommer sammen omkring et mRNA-molekyle til at syntetisere et protein. De mere end 50 proteiner i en ribosom giver ribosomet det er form og struktur. Disse proteiner er organiseret omkring fire store rRNA-molekyler, der også giver ribosomstrukturen og hjælper med at katalysere den kemiske reaktion ved sammenføjning af to aminosyrer. Ribosomer er konstrueret i kernen i cellen, hvilket er hvor DNA er placeret. Inden for kernen transkriberes rRNA fra DNA og forarbejdes til fragmenter, der inkorporeres sammen med protein til dannelse af ribosomer. De næsten fuldførte ribosomer eksporteres fra kernen til cytoplasma i cellen, hvor deres samling er færdig, og de kan så begynde at oversætte mRNA til protein.

Transkription af rRNA

Så meget rRNA er der kræves for at gøre op til 10 millioner ribosomer krævet af en celle, at rRNA-gener gentages i tandem i en hoveder-mod-mode på DNA. Der er i alt ca. 100 kopier af de vigtigste rRNA-gener i DNA'et af en typisk dyrecelle. Disse tandemly gentagne gener er nødvendige for at imødekomme den store efterspørgsel efter ribosomer. Men selv med 100 kopier af disse gener, skal cellerne stadig transkribe mange kopier af rRNA for at producere antallet af krævede ribosomer. Derfor er der mange kopier af rRNA for hver enkelt kopi af et rRNA-gen pr. Celle.