Ribonukleinsav a szintézis a fehérjeszintézis előfeltétele. Ebben a folyamatban ribonukleikus savak a genetikai információk átvitele a DNS-től a fehérjék. Néhány vírusok, ribonukleikus savak még a teljes genomot is képviseli.
Mi a ribonukleinsav szintézis?
Ribonukleinsav a szintézis a fehérjeszintézis előfeltétele. Ebben a folyamatban ribonukleikus savak a genetikai információk átvitele a DNS-től a fehérjék. Ribonukleinsav a szintézis mindig a DNS-nél történik. En enzimatikusan vezérelt eljárással a komplementer ribonukleotidokat RNS-szálakká állítják össze. A ribonukleinsav (RNS) szerkezete hasonló a dezoxiribonukleinsav (DNS). Nukleárisból áll bázisokEgy cukor maradék és foszfátok. Összeállítva a három építőelem alkot egy nukleotidot. A cukor áll egy ribóz. Ez egy ötös pentóz szén atomok. A különbség a DNS-sel szemben az, hogy a cukor a pentózgyűrű 2. pozíciójában az a helyett egy hidroxilcsoport található hidrogén atom. A ribóz észterezett foszforsav két pozícióban. Így egy lánc váltakozóval ribóz és a foszfát egységek alakulnak ki. A nukleáris bázis glikozidszerűen kötődik a ribóz oldalához. Négy különböző nukleáris bázisok állnak rendelkezésre az RNS felépítéséhez. Ezek a pirimidin bázisok citozin és uracil, valamint a purinbázisok: adenin és guanin. A DNS-ben az nitrogén az uracil helyett bázis timint találunk. Három nukleotid egymás után egy-egy tripletet alkot, amely egy aminosavat kódol. A kódot a nukleáris bázisok szekvenciája határozza meg (nitrogén bázisok). A DNS-sel ellentétben az RNS egyszálú. Ezt a ribóz 2-helyzetében lévő hidroxilcsoport okozza.
Funkció és feladat
Különböző típusú RNS szintetizálódik a ribonukleinsav szintézis során. A DNS-sel ellentétben az RNS-t nem a genetikai információk hosszú távú tárolására, hanem továbbítására használják. Többek között ezért a messenger RNS (mRNS) a felelős. Másolja a genetikai információt a DNS-ből és továbbítja a riboszómába, ahol a fehérjeszintézis zajlik. Az információkat csak ideiglenesen tárolják az RNS-ben. Miután a fehérjeszintézis befejeződött, újra lebontják. A tRNS és az rRNS nem hordoz genetikai információt, de elősegíti az építést fehérjék a riboszómánál. Egyéb ribonukleinsavak gondoskodnak róla gén kifejezés. Így ők felelősek annak meghatározásáért, hogy egyáltalán mely genetikai információkat kell olvasni. Így hozzájárulnak a sejtek differenciálódásához is. Végül van egy RNS, amely még katalitikus funkciókat is felvállal. Néhány vírusok csak RNS-t tartalmaznak a DNS helyett. Ez azt jelenti, hogy genetikai kódjuk az RNS-ben van tárolva. Az RNS azonban csak DNS segítségével szintetizálható. Vírusok ezért mindig csak gazdasejtben képesek élni és szaporodni. A ribonukleinsav szintézis során az RNS polimeráz enzim katalizálja az RNS képződését a DNS-nél, ami a genetikai kód pontos átvitelét eredményezi. A transzkripciót az RNS-polimeráz promóterhez történő kötésével indítják meg. Ez egy specifikus nukleotidszekvencia a DNS-en. Rövid DNS szakaszban a kettős spirál megszakad a lazításával hidrogén kötvény. A folyamat során a komplementer ribonukleotidok a DNS kodogén szálának megfelelő bázisaihoz kapcsolódnak. An kialakulásával észter kötés, ribóz és foszfát csoportok egyesülve alkotják az RNS szálát. A DNS csak egy rövid szakaszon nyílik meg. Az RNS-szál már szintetizált szakasza kinyúlik ebből a nyílásból. A ribonukleinsav szintézise a DNS terminátornak nevezett régiójában fejeződik be. A megállókód ott található. A stop kód elérése után az RNS polimeráz leválik a DNS-ről, és a képződött RNS felszabadul.
Betegségek és rendellenességek
A ribonukleinsav szintézis alapvető folyamat, ezért a megszakításnak pusztító következményei vannak a szervezetre nézve. A fehérjék szintetizálása érdekében a szintézisben nem lehetnek nagyobb rendellenességek. Néhány idegen RNS-részecske azonban átprogramozhatja az egész sejtet úgy, hogy a testsejt csak az idegen RNS-t szintetizálja. Ez a folyamat gyakran fordul elő, és fontos szerepet játszik a vírusfertőzésekben. A vírusok önmagukban nem képesek szaporodni. Mindig függenek egy gazdasejttől. Vannak DNS-vírusok és tiszta RNS-vírusok is. Mindkét faj behatol a sejtbe, és genetikai anyagukat beépíti a gazdasejt genetikai kódjába. Ennek során a sejt csak a vírusok genetikai anyagát kezdi el reprodukálni. A sejt haláláig folytatja a vírusok termelését. Az újonnan kialakult vírusok behatolnak más sejtekbe, és folytatják a pusztítás munkáját. Az RNS vírusok genetikai anyagukat beépítik a DNS-be a reverz transzkriptáz enzim segítségével. A beépítés után a vírus RNS szintézise dominál, és ezek a vírusok újra bejutnak a következő sejtbe. Az RNS vírusok közé tartoznak a retrovírusok is. Egy jól ismert retrovírus a HI vírus. A retrovírusok azonban különleges esetek. Bár fordított transzkriptáz révén beépítik genetikai anyagukat is a DNS-be, a folyamat során létrehozott új vírusok elpusztítják a sejtet. Ez lehetővé teszi, hogy a fertőzött sejtek állandó vírusforrássá váljanak. Az új vírusok előállítása során azonban folyamatosan előfordulnak mutációk is, amelyek folyamatosan megváltoztatják a vírust. Így a immunrendszer formák antitestek a meglévő vírusok ellen, de mielőtt ezek megsemmisülnének, a genetikai kód olyan mértékben megváltozott, hogy az egyszer képződött antitestek már nem hatékonyak. A testnek folyamatosan újat kell termelnie antitestek. Így a immunrendszer annyira megadóztatja, hogy elveszíti védekezési képességét baktériumok, gombák és vírusok hosszú távon.
