RNA

RNA è l'acronimo di acido ribonucleico, un acido nucleico. Ne sono noti molti tipi diversi.

L'RNA è fisicamente diverso dal DNA: Il DNA contiene due fili intrecciati, ma l'RNA contiene solo un singolo filo. L'RNA contiene anche basi diverse dal DNA. Queste basi sono le seguenti:

(A) Adenina

(G) Guanine

(C) Citosina

(U) Uracile

L'adenina forma legami con l'uracile e la guanina forma legami con la citosina. In questo modo, diciamo che l'adenina è complementare all'uracile e che la guanina è complementare alla citosina. Le prime tre basi si trovano anche nel DNA, ma l'uracile sostituisce la timina come complemento dell'adenina.

L'RNA contiene anche ribosio in contrapposizione al desossiriboso trovato nel DNA. Queste differenze fanno sì che l'RNA sia chimicamente più reattivo del DNA. Questo lo rende la molecola più adatta a partecipare alle reazioni cellulari.

L'RNA è il portatore di informazioni genetiche in alcuni virus, soprattutto nei retrovirus come il virus HIV. Questa è l'unica eccezione alla regola generale che il DNA è la sostanza ereditaria.

Sintesi proteica RNA

Messaggero RNA

La funzione principale dell'RNA è quella di trasportare le informazioni della sequenza di aminoacidi dai geni a dove le proteine sono assemblate sui ribosomi nel citoplasma.

Questo viene fatto dal messaggero RNA (mRNA). Un singolo filamento di DNA è il progetto per l'mRNA che viene trascritto da quel filamento di DNA. La sequenza di coppie di basi è trascritto dal DNA da un enzima chiamato RNA polimerasi. Poi l'mRNA si sposta dal nucleo ai ribosomi nel citoplasma per formare le proteine. L'mRNA traduce la sequenza di coppie di basi in una sequenza di amminoacidi per formare le proteine. Questo processo è chiamato traduzione.

Il DNA non lascia il nucleo per vari motivi. Il DNA è una molecola molto lunga, ed è legato con proteine, chiamate istoni, nei cromosomi. mRNA, d'altra parte è in grado di muoversi e di reagire con vari enzimi cellulari. Una volta trascritto, l'mRNA lascia il nucleo e si muove verso i ribosomi.

Due tipi di RNA non codificanti aiutano nel processo di costruzione delle proteine nella cellula. Essi sono RNA di trasferimento (tRNA) e RNA ribosomiale (rRNA).

tRNA

L'RNA di trasferimento (tRNA) è una molecola corta di circa 80 nucleotidi che porta un amminoacido specifico alla catena polipeptidica in un ribosoma. C'è un tRNA diverso per ogni amminoacido. Ognuno ha un sito per l'amminoacido da attaccare, e un anti-codone da abbinare al codone sull'mRNA. Per esempio, i codoni UUU o il codice UUC per l'amminoacido fenilalanina.

rRNA

L'RNA ribosomiale (rRNA) è la componente catalitica dei ribosomi. I ribosomi eucarioti contengono quattro diverse molecole di rRNA: 18S, 5.8S, 28S e 5S rRNA. Tre delle molecole di rRNA sono sintetizzate nel nucleo e una è sintetizzata altrove. Nel citoplasma, l'RNA ribosomiale e la proteina si combinano per formare una nucleoproteina chiamata ribosoma. Il ribosoma lega l'mRNA ed effettua la sintesi proteica. Diversi ribosomi possono essere attaccati ad un singolo mRNA in qualsiasi momento. L'rRNA è estremamente abbondante e costituisce l'80% dei 10 mg/ml di RNA che si trovano in un tipico citoplasma eucariotico.

snRNAs

Piccoli RNA nucleari (snRNA) si uniscono alle proteine per formare gli spliceosomi. Gli spliceosomi governano lo splicing alternativo. I geni codificano le proteine in bit chiamati esoni. I bit possono essere uniti in modi diversi per formare diversi mRNA. Così, da un gene si possono ricavare molte proteine. Questo è il processo di splicing alternativo. Ogni versione indesiderata della proteina viene sminuzzata dalle proteasi e i bit chimici vengono riutilizzati.

La struttura di un mRNA eucariotico maturo. Un mRNA completamente elaborato comprende un tappo da 5', 5' UTR, regione di codifica, 3' UTR e coda poli(A). UTR = regione non tradotta
La struttura di un mRNA eucariotico maturo. Un mRNA completamente elaborato comprende un tappo da 5', 5' UTR, regione di codifica, 3' UTR e coda poli(A). UTR = regione non tradotta

RNA regolamentari

Ci sono un certo numero di RNA che regolano i geni, cioè regolano la velocità con cui i geni vengono trascritti o tradotti.

miRNA

I micro RNA (miRNA) agiscono unendo un enzima e bloccando l'mRNA, o accelerandone la rottura. Questo è chiamato interferenza RNA.

siRNA

Piccoli RNA interferenti (a volte chiamati RNA di silenziamento) interferiscono con l'espressione di un gene specifico. Sono molecole a doppio filamento abbastanza piccole (20/25 nucleotidi). La loro scoperta ha causato un'impennata nella ricerca biomedica e nello sviluppo di farmaci.

Parassiti e altri RNA

Retrotrasposatori

I trasposoni sono solo uno dei vari tipi di elementi genetici mobili. I retrotrasposoni si copiano in due fasi: prima dal DNA all'RNA per trascrizione, poi dall'RNA al DNA per trascrizione inversa. La copia del DNA viene poi inserita nel genoma in una nuova posizione. I retrotrasposoni si comportano in modo molto simile ai retrovirus, come l'HIV.

Genomi virali

I genomi virali, che di solito sono RNA, prendono il controllo del macchinario cellulare e fanno sia il nuovo RNA virale che lo strato proteico del virus.

Genomi fagici

I genomi dei fagi sono molto vari. Il materiale genetico può essere ssRNA (RNA a singolo filamento), dsRNA (RNA a doppio filamento), ssDNA (DNA a singolo filamento), o dsDNA (DNA a doppio filamento). Può essere compreso tra 5 e 500 chili di coppie di base lunghe da 5 a 500 chili con disposizione circolare o lineare. I batteriofagi sono di solito tra i 20 e i 200 nanometri.

I genomi fagici possono codificare fino a quattro geni e centinaia di geni.

Utilizza

Alcuni scienziati e medici hanno usato l'RNA messaggero nei vaccini per curare il cancro e prevenire la malattia.


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