rRNA: Hvad er det?

Proteinsyntese er en vigtig proces i alle eukaryote celler, da proteinet danner strukturelle komponenter i hver celle og er essentielt for livet. Protein kaldes ofte byggesten til celler. Der findes tre hovedformer af RNA - messenger RNA, transfer RNA og ribosomalt RNA. DNA kontrollerer alle cellens aktiviteter, og det syntetiseres, når cellen har brug for mere protein. Små bits af DNA ændres til RNA gennem processen med proteinsyntesen.
Er RNA fremstillet af DNA?

Når en celle følger dens genetiske instruktioner, kopierer den en del af DNA'et som et gen til RNA adskiller sig fra DNA på to forskellige måder. Nukleotiderne i RNA er lavet af sukkerribosen og kaldes ribonukleotider. DNA har deoxyribose som sukkerindhold. RNA har de samme baser som DNA af adenin, guanin og cytosin, men det har basen eller uracil i stedet for thyminet, der er i DNA. Strukturen af DNA og RNA er meget forskellige, da DNA er en dobbeltstrenget helix og RNA er enkeltstrenget. RNA-kæder kan foldes ind i en lang række mange former på samme måde som en polypeptidkæde foldes op for at danne et protein's endelige form.
Hvor mange hovedtyper af RNA er der?

Der er tre hoved typer RNA, der er produceret som molekyler i kernen i mennesker og dyr. RNA er også lokaliseret i cytoplasmaet i en celle. En celles cytoplasma er alt indholdet uden for kernen, der er lukket af den individuelle cellemembran. De tre hovedtyper af RNA er messenger-RNA, overførsels-RNA og ribosomalt RNA eller rRNA. Hver af de tre typer RNA har en markant rolle i proteinsyntese af transkription, afkodning og oversættelse af den genetiske kode, der begynder med DNA.
Hvad er processen med proteinsyntesen?

Transkription er den første trin med proteinsyntese, hvor messenger-RNA spiller en meget vigtig rolle. Messenger RNA er ustabil og lever ikke længe i en celle for at sikre, at proteiner kun fremstilles, når de er nødvendige til vækst eller reparation af celler. Transkription er, når den genetiske information inden i en celle-DNA ændres til en meddelelse i form af RNA. Proteiner af transkriptionsfaktorer slapper af DNA-strengen for at gøre det muligt for enzymet RNA-polymerase at transkribere en enkelt streng DNA. DNA er fremstillet af fire nukleotidbaser af adenin, guanin, cytosin og thymin. De kombineres i par adenin plus guanin og cytosin plus thymin. Når RNA transkriberer DNA'et til et messenger-RNA-molekyle, parenes adenin med uracil og cytosinpar med guanin. Ved afslutningen af transkriptionsprocessen transporteres messenger RNA ud af kernen og ind i cytoplasmaet.

Dernæst er translationsprocessen, hvor transfer RNA spiller en vigtig rolle i proteinsyntesen. Transfer-RNA er den mindste type RNA og er sædvanligvis ca. 70 til 90 nukleotider lange. Det oversætter meddelelsen inden for nukleotidsekvenserne af messenger-RNA til sekvenser af aminosyrer. Aminosyrer forbinder med andre aminosyrer for at danne proteiner, som er nødvendige til alle cellefunktioner. Proteiner dannes fra et sæt på 20 aminosyrer. Transfer RNA er i samme form som en kløverblad med tre hårnålsløjfer i. Transfer RNA har et aminosyrefastgørelsessted i den ene ende af det og et afsnit i den midterste sløjfe, der kaldes anticodon-stedet. Anticodon-stedet genkender kodonerne på messenger-RNA. Et kodon har tre kontinuerlige nukleotidbaser, der skaber en aminosyre og signaliserer afslutningen af oversættelsesprocessen. Overfør RNA og ribosomer læser messenger-RNA-kodoner for at producere en polypeptidkæde, som gennemgår adskillige ændringer, før den kan blive et fuldt fungerende protein.

Ribosomal RNA (eller rRNA) har en specifik funktion. Ribosomer er lavet af ribosomale proteiner og ribosomale RNA. Ribosomalt RNA udgør omkring 60 procent af ribosomens masse. De er normalt sammensat af en stor underenhed og en lille underenhed. Underenhederne syntetiseres i kernen af nucleolus. Ribosomer er unikke i naturen, da de indeholder et bindingssted for messenger-RNA og to bindingssteder til overførsel-RNA i RNA-placeringen i den store ribosomale underenhed. En lille ribosomal underenhed fastgøres til et messenger-RNA-molekyle og samtidig genkender og binder et initiatoroverførsels-RNA-molekyle til en bestemt kodonsekvens på det samme ribosomale RNA-molekyle under translation. Dernæst inkluderer rRNA-funktionen en stor ribosomal underenhed, der går sammen med det nydannede kompleks, hvorefter begge ribosomale underenheder rejser langs messenger-RNA-molekylet, når de oversætter kodonerne i hele polypeptidkæden, når de passerer over dem. Ribosomalt RNA skaber peptidbindinger mellem aminosyrer i polypeptidkæden. Når der nås et termineringskodon på messenger-RNA-molekylet, slutter translationsprocessen, og polypeptidkæden frigøres fra overførsels-RNA-molekylet, på hvilket tidspunkt ribosomet splitter tilbage i de store og små underenheder, som de var i begyndelsen af oversættelsesfase.
Hvor lang tid tager processen med proteinsyntesen?

Processen med DNA til RNA og produktet af proteiner kan ske med en utrolig hurtig hastighed. RNA frigives næsten øjeblikkeligt, når det adskiller sig fra DNA-strengen. På denne måde kan mange RNA-kopier fremstilles af det nøjagtige samme gen på kort tid. Syntese af yderligere RNA-molekyler kan startes, før det første RNA er afsluttet, så det hurtigt kan producere RNA. Når RNA-molekylerne følger hinanden nøje, kan de hver bevæges ca. 20 nukleotider pr. Sekund hos mennesker og dyr. Over 1.000 transkriptioner kan forekomme på en time fra et enkelt gen.
Hvad er rRNA-nedbrydning?

Ribosomal RNA-udtømning er den mest rigelige komponent i RNA, da den udgør størstedelen af over 80 til 90 procent af summen af RNA i en celle. Ribosomal RNA-udtømning er, når rRNA delvist fjernes fra en hel RNA-prøve for bedre at studere RNA-sekventeringsreaktionen for at fokusere på de to andre dele af en RNA-prøve i transkriptionen.
Hvad er de andre typer RNA Produceret i celler?

Der er yderligere tre RNA-typer, der kan produceres i celler. Lille nukleare RNA's funktion i en række processer i kernen, såsom splejsning af pre-messenger RNA'erne. Små nukleolære RNA-processer og modificerer kemisk det ribisomale RNA. Andre typer RNA, der er ikke-kodende enheder, tjener til at fungere i cellulære processer såsom telomersyntese, inaktivere X-kromosomet og transportere proteiner til det endoplasmatiske retikulum for god cellesundhed.
Hvad er RNA-virus?

En RNA-virus har en kerne af det genetiske materiale, der er opnået fra DNA fra en celle. Det har normalt en beskyttende kapsid af protein og en lipidhylster til endnu længere beskyttelse. En RNA-virus fastgøres til en værtscelle, trænger ind i den, reproducerer det genetiske materiale og skaber det beskyttende kapsid, der derefter kommer ud af cellen. RNA-vira lagrer det genetiske materiale fra RNA og ikke DNA.

Alle sunde celler opbevarer genetisk materiale i DNA'et. RNA bruges kun, når DNA replikeres til dannelse af RNA og syntetiserer proteiner, der kræves af en sund celle til at leve. DNA er meget mere stabilt end RNA, så DNA laver meget få fejl, når celler deler sig, men RNA's ustabilitet og dets replikation kan gøre mange fejl, og det kan endda interagere med sig selv for at formere en virus. RNA kan udgøre en fejl over 10.000 nukleotider hver gang det kopieres. Det er også meget mindre i stand til at rette genetiske fejl end DNA. Når et immunsystem lærer at genkende en virus, danner det antistoffer til at bekæmpe virussen. Vira kan mutere, så immunsystemet ikke kan genkende det, og så kan det formere sig. Dette gør det muligt for RNA-viraer at sprede sig meget hurtigere end DNA-vira.

En virus, der overlever, kan reproducere sig selv i nye celler gennem RNA-sekvensen og resultere i tusinder af celler, som den gengiver indeholdende virussen. RNA-viraer udvikler sig hurtigere end nogen faktisk levende organisme. Høje mutationshastigheder af RNA-virusinficerede celler truer ikke virusets overlevelse.

Der findes to typer RNA-vira. De kan være enkeltstrengede eller sansestrengede eller parret som antisense-strenge. De dobbeltstrengede antisens-RNA-vira skal først ændres og omsættes til enkeltstrenget sense-RNA. Dette gør det muligt for værtscellen at være i en form, som ribosomerne kan læse. Influenza A-virus holder de nødvendige enzymer tæt på virussens nukleinsyrekernen. Når det skifter fra en antisense til en forstand RNA, kan den derefter læses af ribosomerne i cellen for at bygge virale proteiner og replikere.

Nogle RNA-vira gemmer deres oplysninger i en forstand streng, så de kan læses direkte ved cellens ribosomer, og det fungerer som et normalt messenger-RNA. I dette tilfælde syntetiserer ribosomer RNA-transkriptet og skaber en antisense-viral celle, så den kan bruge den som en skabelon til at syntetisere flere virale RNA'er sammen med de nødvendige proteiner for, at cellerne kan leve. En af de mest dødbringende vira af denne type er hepatitis C.

Eksempler på retrovirus er HIV og AIDS. De opbevarer deres genetiske materiale i form af RNA, men de bruger omvendt transkription enzym til at omdanne deres RNA til DNA i den inficerede celle. Dette gør det muligt at lave mange kopier i værtscellerne, så virussen kan inficere en stor mængde celler hurtigt.

Coronavira er også RNA-vira. De inficerer primært den øvre luftvej og mave-tarmkanalen hos mennesker. SARS-CoV er en alvorlig virus, der inficerer den øvre luftvej og den nedre luftvej, og den inkluderer også mave-tarm-nød. Coronavira er en betydelig procentdel af alle almindelige forkølelser. Rhinovirus er den førende årsag til forkølelse. Conronavira kan også føre til lungebetændelse.

SARS er alvorligt akut respiratorisk syndrom, og det indeholder RNA-gener, der muteres meget langsomt. SARS overføres med luftvejsdråber i luften fra nysen eller hoste for at inficere andre.

Norovirusinfektioner blev berømt for at optræde på krydstogtskibe og kaldes Norwalk-lignende vira. Disse forårsager gastroenteritis, og den spredes fra en person til en anden via fækal-oral vej. Hvis en inficeret person arbejder i et køkken, kan han forurene maden ved at have virussen på hænderne og ikke bære handsker.