Рибонуклеїнова кислота (РНК)

Рибонуклеїнова кислота (РНК) – gолімерна молекула, принципово важлива для ряду біологічних процесів, таких як кодування, декодування, регуляція і експресія генів. Разом з ДНК і білками становить три класи біомолекул, без яких життя в відомій нам формі неможливе.

Як і ДНК являє собою ланцюг нуклеотидів, але, на відміну від неї, частіше зустрічається у вигляді єдиної спіралі, в той час, як ДНК, найчастіше, двухспіральна.

Клітинні організми використовують месенджерну РНК (мРНК), для передачі генетичної інформації (з використанням азотистих основ гуаніну, аденіну, цитозину і урацилу, що позначаються, відповідно – G, A, C, U), які направляють і контролюють синтез специфічних білків.

Багато вірусів зберігають генетичну інформацію у вигляді генома, що складається з РНК.

Деякі молекули РНК грають активну роль в каталізі біологічних реакцій, контролюють експресію генів, беруть участь в клітинному сприйнятті і передачі сигналів.

Один з таких процесів – це синтез білку, в ході якого молекули РНК направляють синтез білків в рибосомах. Цей процес універсальний для всього живого на Землі. Для нього використовується особливий тип РНК – трансферна РНК (тРНК), яка доставляє молекули амінокислот в рибосому, де рибосомальна РНК (рРНК) пов’язує їх разом щоб сформувати закодовані в геномі білки.

Хімічна структура РНК дуже нагадує ДНК, але існує три основних відмінності між цими молекулами:

  1. РНК найчастіше представляє собою одинарну спіраль (в той час як ДНК-подвійну). Проте, одиночна РНК може формувати подвійну спіраль з іншою молекулою РНК через комплементарне зв’язування основ.
  2. Цукрофосфатний остов РНК містить рибозу (а не дезоксирибозу, як у ДНК). Різниця в будові між цими цукрами робить РНК більш хімічно лабільною, ніж ДНК, знижуючи енергію активації гідролізу РНК.
  3. Комплементарн-парним азотистою основою для аденіну в РНК є урацил, а не тимін, як в ДНК. При цьому урацил являє неметльовану форму тиміну.

Як і ДНК, більшість біологічно активних РНК, в тому числі мРНК, тРНК, рРНК і інші некодуючі РНК містять самокомплементарні послідовності, які дозволяють РНК згортатися, утворюючи подвійні спіралі, петлі і «шпильки». Аналіз цих РНК показав, що вони високовпорядковані і складно влаштовані, але, на відміну від ДНК формують не довгі подвійні спіралі, а набори розташованих в трьох площинах коротких спіралей, складок і петель, утворюючи структури, що нагадують білки.

РНК виконує безліч функцій, і, як наслідок, включає в свою множину велика кількість різновидів.

мРНК (месенджерні РНК) несуть інформацію про послідовність білка від генома до рибосом, які здійснюють його синтез. Інформація закодована таким чином, що кожні три нуклеотиди (кодон) відповідають одній амінокислоті. У еукаріот мРНК перед трансляцією проходить додатковий етап дозрівання, в ході якого з неї видаляються інтрони – некодуючі сектори пре-мРНК. Далі мРНК мігрує з ядра в цитоплазму, де з нею зв’язуються рибосоми і здійснюють синтез білка.

тРНК (трансферні РНК) здійснюють доставку амінокислот до рибосом, забезпечуючи, таким чином, матеріал для синтезу білка. тРНК являють собою структури у формі «трилисника» з сайтами специфічного зв’язування певних амінокислот.

міРНК (мікро РНК) здійснюють регуляцію експресії безлічі генів шляхом РНК-інтерференції. Ці короткі РНК приєднуються до відповідних сайтів на мРНК, відзначаючи їх як цілі для подальшої деградації, яку здійснюють білки-нуклеази. Цей тип активності РНК грає істотну роль в ряді механізмів противірусного захисту.

Крім цих трьох основних типів існує ще велика кількість інших різновидів РНК: енхансерні (ЕРНК) – велика група регуляторних РНК, які беруть участь в регуляції експресії генів, довгі некодуючі РНК (днРНК), які здійснюють сайленсінг певних ділянок хроматину, зокрема, вони відповідають за інактивацію Х-хромосоми. І багато інших. Далеко не всі типи і функції РНК вивчені на даний момент в достатній мірі.

Top
ukUkrainian
en_GBEnglish ukUkrainian