Ribonukleiinhape

Ribonukleiinhape on sarnase struktuuriga kui desoksüribonukleiinhape (DNA). Geneetilise teabe kandjana mängib see siiski vaid alluvat. Teabepuhvrina toimib see muu hulgas geneetilise koodi tõlkija ja edastajana DNA-st valgule.

Mis on ribonukleiinhape?

Ribonukleiinhapet lühendatakse nii inglise kui ka saksa keeles kui RNA määratud. Selle struktuur sarnaneb DNA (desoksüribonukleiinhape) struktuuriga. Vastupidiselt DNA-le koosneb see siiski ainult ühest ahelast. Nende ülesandeks on muu hulgas geneetilise koodi edastamine ja transleerimine valkude biosünteesis.

Kuid RNA esineb erinevates vormides ja täidab ka erinevaid ülesandeid. Lühematel RNA molekulidel puudub üldse geneetiline kood, kuid need vastutavad teatud aminohapete transpordi eest. Ribonukleiinhape ei ole nii stabiilne kui DNA, kuna sellel puudub geneetilise koodi pikaajaline säilitusfunktsioon. Näiteks mRNA korral toimib see puhvrina ainult seni, kuni edastamine ja translatsioon on lõpule viidud.

Anatoomia ja struktuur

Ribonukleiinhape on ahel, mis koosneb paljudest nukleotiididest. Nukleotiid koosneb ühendusest fosfaatjäägi, suhkru ja lämmastikaluse vahel. Lämmastikalused adeniin, guaniin, tsütosiin ja uratsiil on mõlemad seotud suhkrujäägiga (riboos). Suhkur esterdatakse omakorda kahes kohas fosfaatjäägiga ja moodustab sellega silla.

Lämmastiku alus on suhkruga võrreldes vastupidises asendis. Suhkru ja fosfaadi jäägid vahelduvad ja moodustavad ahela. Lämmastiku alused ei ole seetõttu üksteisega otseselt seotud, vaid asuvad suhkru küljel. Kolme järjestikust lämmastikalust nimetatakse kolmikuteks ja need sisaldavad konkreetse aminohappe geneetilist koodi. Mitmed kolmikud reas kodeerivad polüpeptiidi või valguahelat.

Vastupidiselt DNA-le sisaldab suhkur vesinikuaatomi asemel 2'-positsioonis hüdroksüülrühma. Lisaks vahetatakse lämmastikaluseline tümiin RNA-s uratsiili vastu. Nende väikeste keemiliste kõrvalekallete tõttu on RNA, vastupidiselt DNA-le, tavaliselt ainult üheahelaline. Riboosi hüdroksüülrühm tagab ka selle, et ribonukleiinhape ei oleks nii stabiilne kui DNA. Kokkupanek ja lahtivõtmine peab olema paindlik, kuna edastatav teave muutub pidevalt.

Funktsioon ja ülesanded

Ribonukleiinhape täidab mitmeid ülesandeid. Geneetilise koodi pikaajalise mäluna on see tavaliselt välistatud. Ainult mõnes viiruses toimib RNA geneetilise teabe kandjana. Teistes elusolendites võtab selle ülesande üle DNA. RNA toimib muu hulgas valkude biosünteesi käigus geneetilise koodi edastaja ja tõlkijana.

Selle eest vastutab mRNA. Tõlgitud mRNA tähendab messenger RNA või messenger RNA. See kopeerib teabe geeni kohta ja transpordib selle ribosoomi, kus selle teabe abil sünteesitakse valk. Kolm külgnevat nukleotiidi moodustavad niinimetatud koodoni, mis tähistab teatud aminohapet. Sel viisil moodustub järk-järgult aminohapete polüpeptiidahel. Üksikud aminohapped transporditakse ribosoomi tRNA (ülekande-RNA) abil. Seega toimib tRNA valkude biosünteesi abimolekulina. Teise RNA molekulina osaleb ribosoomide struktuuris rRNA (ribosomaalne RNA).

Täiendavateks näideteks on asRNA (antisenss-RNA) geeniekspressiooni reguleerimiseks, hnRNA (heterogeenne tuuma-RNA) küpse mRNA eellasena, geeniregulatsiooni ribiõmblused, ribosüümid biokeemiliste reaktsioonide katalüüsiks ja palju muud. RNA molekulid ei tohi olla stabiilsed, kuna erinevatel aegadel on vaja erinevaid ärakirju. RNA uueks sünteesiks kasutatakse pidevalt eraldatud nukleotiide või oligomeere. Walter Gilberti RNA-maailma hüpoteesi kohaselt moodustasid RNA molekulid kõigi organismide eelkäijad. Isegi tänapäeval on nad mõne viiruse geneetilise koodi ainsad kandjad.

Haigused

Seoses haigustega on ribonukleiinhapetel oma roll, kuna paljudel viirustel on geneetiline materjal ainult RNA. Lisaks DNA-viirustele on ka ühe- või kaheahelalise RNA-ga viirusi. Väljaspool elusorganismi on viirus täiesti passiivne. Sellel puudub oma ainevahetus. Kui viirus puutub kokku keharakkudega, aktiveeritakse selle DNA või RNA geneetiline teave. Viirus hakkab paljunema peremeesraku organellide abil.

Viirus programmeerib peremeesraku ümber üksikute viirusekomponentide tootmiseks. Viiruse geneetiline materjal satub rakutuuma. Just seal inkorporeeritakse see peremeesraku DNA-sse ja pidevalt genereeritakse uusi viirusi. Viirused väljutatakse rakust. Protsess kordub, kuni rakk sureb. RNA viiruste korral transkribeeritakse RNA geneetiline teave DNA-sse ensüümi pöördtranskriptaasi abil. Retroviirused on RNA-viiruste erivorm. Näiteks on HI-viirus üks retroviirustest. Ka retroviiruste korral tagab ensüümi pöördtranskriptaas, et üheahelaline RNA geneetiline teave kandub peremeesraku DNA-sse.

Seal genereeritakse uusi viirusi, mis lahkuvad rakust hävitamata. Pidevalt moodustuvad uued viirused, mis ründavad pidevalt teisi rakke. Retroviirused on mutatsioonidele väga vastuvõtlikud ja seetõttu on nendega raske võidelda. Teraapiana kasutatakse mitme komponendi kombinatsiooni, nagu pöördtranskriptaasi inhibiitorid ja proteaasi inhibiitorid.