Ribonukleinsyra (RNA) är en kemisk förening som existerar inom celler och virus. I celler kan det delas in i tre kategorier: Ribosomal (rRNA), Messenger (mRNA) och Transfer (tRNA). Medan alla tre typerna av RNA finns i ribosomer, cellernas proteinfabriker, fokuserar den här artikeln på de senare två, som inte bara finns inom ribosomer utan existerar fritt i cellkärnan (i celler som har kärnor) och i cytoplasman, huvudcellfacket mellan kärnan och cellmembranet. De tre typerna av RNA fungerar emellertid i konsert.
Vad är RNA?
mRNA och tRNA finns i kedjor som består av byggstenar som kallas RNA-nukleotider. Vart och ett av dessa byggnukleotider består av ett socker som kallas ribos, en högeenergisk kemisk grupp, kallad fosfat, och en av fyra möjliga "kvävebaser" --- ringade eller dubbelringade strukturer vars bakgrund är uppbyggd, inte bara från kolatomer men från många kväveatomer också (se figur). Nukleotiderna förbinder med varandra genom fosfat- och sockergrupperna, som bildar en "ryggrad", till vilken de kvävebaserade baserna är fästa, en för varje ribosocker.
RNA: s fyra kvävebaser
I de flesta fall finns fyra baser i RNA. Två av dessa, adenin (A) och guanin (G), innehåller två kemiska ringar och kallas puriner. De andra två, som innehåller en kemisk ring, är cytosin (C) och uracil (U), och de kallas pyrimidiner.
Syntese av mRNA och tRNA
mRNA och tRNA syntetiseras genom processer som kallas "basparning" och "transkription", i vilken en kedja av RNA läggs ned tillsammans med en sträng av deoxiribonukleinsyra (DNA). I bakterier och archaea sker två av de tre huvudavdelningarna av livet på jorden, RNA-syntes sker längs en enda kromosom (och organiserad struktur bestående av en DNA-sträng och olika proteiner). I den andra delningen av livet sker eukarya, RNA-syntesen inom kärnan, där DNA är förpackat i en av flera kromosomer. Både mRNA och tRNA innehåller information i form av specifika sekvenser av de fyra möjliga baserna i var och en av deras nukleotider. Dessa sekvenser syntetiseras i sin tur baserat på sekvensen av nukleotider i DNA, specifikt sektionen av DNA (kallad genen) som användes för att syntetisera RNA-strängen under basparringsprocessen.
Funktion av mRNA
Varje molekyl eller kedja av mRNA innehåller anvisningar om hur man ansluter flera "aminosyror" till en peptidkedja, som blir ett protein. På samma sätt som nukleotider är byggstenar för RNA är aminosyror byggstenar för proteiner. Evolutionen har producerat en "genetisk kod" där var och en av livets 20 aminosyror kodas för genom en serie av tre kvävebaser i RNA-nukleotider. Således motsvarar varje triplett av RNA-nukleotider en aminosyra och sekvensen av nukleotider dikterar sekvensen av aminosyror som kommer att kopplas till peptidkedjan som gör ett protein. Medan i vissa fall en aminosyra kan representeras av multipla nukleotid-tripletter, som kallas kodoner, representerar varje kodon på RNA endast en aminosyra. Av denna anledning sägs den genetiska koden vara "degenererad".
Funktion av tRNA
Medan mRNA innehåller "meddelande" om hur man sekvenserar aminosyror i en kedja, är tRNA den faktiska översättaren. Översättning av RNA: s språk till proteinspråket är möjligt, eftersom det finns många former av tRNA, vilka varje representerar en aminosyra (proteinbyggnadsblock) och kan kopplas till ett RNA-kodon. Således har tRNA-molekylen för aminosyraalaninet exempelvis ett område eller bindningsställe för alanin och en annan bindningsplats för de tre RNA-nukleotiderna, kodonet för alanin.
Översättning förekommer i ribosomer
Processen att översätta RNA-kodonsekvenser i aminosyrasekvenser och därmed till specifika proteiner kallas faktiskt "översättning". Det förekommer i ribosomer, vilka är gjorda av rRNA och en mängd proteiner. Under översättningen passerar en mRNA-sträng genom en ribosom, som ett gammalt kassettband som rör sig genom en bandläsare. När mRNA rör sig igenom, binder tRNA-molekyler som bär den lämpliga aminosyran till RNA-kodonet till vilket de matchas, och sekvensen av aminosyror sätts ihop.
