חומצה ריבונוקלאית: מבנה, תפקוד ומחלות

חומצה ריבונוקלאית דומה במבנהו ל חומצה דאוקסיריבונוקלאית (DNA). עם זאת, הוא ממלא רק תפקיד מינורי כמוביל מידע גנטי. כמאגר ביניים של מידע, הוא משמש, בין היתר, כמתרגם ומעביר את הקוד הגנטי מ- DNA לחלבון.

מהי חומצה ריבונוקלאית?

מקוצר באנגלית ובגרמנית כאחד, חומצה ריבונוקלאית נקרא RNA. זה דומה במבנהו ל- DNA (חומצה דאוקסיריבונוקלאית). בניגוד ל- DNA, לעומת זאת, הוא מורכב מחוט אחד בלבד. משימתו היא, בין היתר, העברת והתרגום של הקוד הגנטי במהלך ביוסינתזה של חלבונים. עם זאת, RNA מופיע בצורות שונות וגם ממלא משימות שונות. RNA קצר יותר מולקולות אין להם קוד גנטי בכלל, אך הם אחראים על הובלה מסוימת חומצות אמינו. חומצה ריבונוקלאית אינו יציב כמו ה- DNA מכיוון שאין לו פונקציית אחסון לטווח הארוך לקוד הגנטי. במקרה של mRNA, למשל, הוא משמש רק כאחסון זמני עד להשלמת ההעברה והתרגום.

אנטומיה ומבנה

חומצה ריבונוקלאית היא שרשרת המורכבת מנוקלאוטידים רבים. הנוקלאוטיד מורכב מתרכובת בין פוספט מִשׁקָע, סוכר ו חנקן בסיס. ה חנקן בסיסים אדנין, גואנין, ציטוזין ואורציל מחוברים כל אחד ל- סוכר שאריות ( ריבוז). סוכר, בתורו, הוא מיושר עם פוספט שאריות בשני מקומות ויוצר גשר עם האחרון. ה חנקן הבסיס ממוקם במיקום ההפוך של הסוכר. סוכר ו פוספט שאריות מתחלפות ויוצרות שרשרת. החנקן בסיסים לפיכך אינם קשורים ישירות זה לזה, אלא נמצאים בצד הסוכר. שלושה חנקן בסיסים בשורה נקראים שלישיה ומכילים את הקוד הגנטי לחומצת אמינו ספציפית. מספר שלישיות ברציפות מקודדות פוליפפטיד או שרשרת חלבונים. בניגוד ל- DNA, הסוכר מכיל קבוצת הידרוקסיל במצב 2 ′ במקום a הידרוגנציה אָטוֹם. בנוסף, תימין בסיס החנקן מוחלף לאוראציל ב- RNA. בגלל הבדלים כימיים מינוריים אלה, RNA, בניגוד ל- DNA, מתרחש בדרך כלל רק בגדיל אחד. קבוצת ההידרוקסיל ב ריבוז גם מבטיח שחומצה ריבונוקלאית אינה יציבה כמו DNA. ההרכבה והפירוק שלה חייבים להיות גמישים מכיוון שהמידע שיועבר משתנה כל הזמן.

פונקציה ומשימות

חומצה ריבונוקלאית מבצעת מספר משימות. כאחסון ארוך טווח לקוד הגנטי, זה בדרך כלל לא בא בחשבון. רק בחלקם וירוסים האם RNA משמש כמוביל של מידע גנטי. באורגניזמים אחרים, משימה זו מבוצעת על ידי DNA. בין היתר, RNA משמש כמשדר ומתרגם של הקוד הגנטי בביוסינתזה של חלבונים. ה- mRNA אחראי לכך. בתרגום, mRNA פירושו RNA שליח. הוא מעתיק את המידע שנמצא על א גֵן ומעביר אותו לריבוזום, שם מסונתז חלבון בעזרת מידע זה. בתהליך, שלושה נוקלאוטידים סמוכים יוצרים קודון כביכול, המייצג חומצת אמינו ספציפית. באופן זה, שרשרת פוליפפטיד של חומצות אמינו בנוי שלב אחר שלב. הפרט חומצות אמינו מועברים לריבוזום באמצעות tRNA (RNA העברה). בתהליך זה, ה- tRNA מתפקד אפוא כמולקולת עזר בביוסינתזה של חלבונים. כמולקולת RNA נוספת, rRNA (RNA ריבוזומלי) מעורב בהרכבה של ריבוזומים. דוגמאות אחרות כוללות asRNA (RNA antisense) לוויסות גֵן ביטוי, hnRNA (RNA גרעיני הטרוגני) כמבשר ל- mRNA בוגר, ribowitchs לוויסות גנים, ribozymes לזרז תגובות ביוכימיות, ורבים אחרים. ה- RNA מולקולות יכול להיות שלא יציב מכיוון שיש צורך בתמלילים שונים בזמנים שונים. הנוקליאוטידים או האוליגומרים השסועים משמשים כל הזמן לסינתזה מחודשת של ה- RNA. על פי ההשערה העולמית של ה- RNA של וולטר גילברט, RNA מולקולות יצרו את קודמיהם של כל האורגניזמים. גם כיום הם נושאי היחיד של הקוד הגנטי בחלקם וירוסים.

מחלות

בהקשר של מחלה, ribonucleic חומצות ממלאים תפקיד ברבים ההם וירוסים יש רק RNA כחומר הגנטי שלהם. לפיכך, בנוסף לנגיפי DNA, ישנם גם נגיפים עם RNA חד-גדילי או כפול. מחוץ לאורגניזם חי, נגיף אינו פעיל לחלוטין. אין לו מטבוליזם משלו, אולם כאשר נגיף בא במגע עם תאי הגוף, מופעל המידע הגנטי של ה- DNA או ה- RNA שלו. הנגיף מתחיל להתרבות בעזרת אברוני התא המארח. בתהליך זה, התארח מחדש התא המארח על ידי הנגיף כדי לייצר רכיבי וירוס בודדים. החומר הגנטי של הנגיף נכנס לגרעין התא. שם מתרחשת שילובו ב- DNA של התא המארח, וירוסים חדשים מיוצרים ללא הרף. הנגיפים משוחררים מהתא. התהליך חוזר על עצמו עד שהתא מת. בנגיפי RNA משתמשים בתעתיק ההפוך של האנזים להעתקת המידע הגנטי של ה- RNA ל- DNA. רטרו-וירוסים הם סוג מיוחד של נגיפי RNA. לדוגמא, נגיף ה- HI הוא אחד הרטרווירוסים. גם ברטרו-וירוסים, האנזים ההעתק ההפוך מבטיח העברת המידע הגנטי של ה- RNA החד-גדילי ל- DNA של התא המארח. נוצרים שם נגיפים חדשים שעוזבים את התא מבלי להיהרס. תמיד נוצרים נגיפים חדשים שמדביקים כל הזמן תאים אחרים. רטרו-וירוסים הם מאוד מוטטיביים ולכן קשה להילחם בהם. נעשה שימוש בשילוב של מספר מרכיבים כגון מעכבי תעתיק הפוך ומעכבי פרוטאז תרפיה.