Ribonucleïnezuur (RNA) is een chemische verbinding die voorkomt in cellen en virussen. In cellen kan het worden onderverdeeld in drie categorieën: Ribosomal (rRNA), Messenger (mRNA) en Transfer (tRNA). Hoewel alle drie soorten RNA kunnen worden gevonden in ribosomen, de eiwitfabrieken van cellen, richt dit artikel zich op de laatste twee, die niet alleen in ribosomen worden gevonden, maar vrij in de celkern (in cellen die kernen hebben) en in het cytoplasma, het belangrijkste celcompartiment tussen de kern en het celmembraan. De drie soorten RNA werken echter samen.

Wat is RNA?

mRNA en tRNA bestaan ​​in ketens die bestaan ​​uit bouwstenen die RNA-nucleotiden worden genoemd. Elk van deze gebouwnucleotiden bestaat uit een suiker genaamd ribose, een hoogenergetische chemische groep, fosfaat genaamd, en een van de vier mogelijke "stikstofhoudende basen" - geringd of dubbelwandige structuren waarvan de achtergrond niet alleen is opgebouwd uit koolstofatomen, maar ook ook van vele stikstofatomen (zie figuur). Nucleotiden verbinden zich met elkaar door middel van de fosfaat- en suikergroepen, die een "ruggengraat" vormen waaraan de stikstofbasen zijn bevestigd, één voor elke ribosesuiker.

RNA's vier stikstofhoudende basen

In de meeste gevallen worden vier basen in RNA gevonden. Twee hiervan, adenine (A) en guanine (G), bevatten twee chemische ringen en worden purines genoemd. De andere twee, elk met één chemische ring, zijn cytosine (C) en uracil (U), en ze worden pyrimidines genoemd.

Synthese van mRNA en tRNA

mRNA en tRNA worden gesynthetiseerd via processen genaamd "basenparing" en "transcriptie", waarbij een keten van RNA wordt neergelegd, naast een streng van deoxyribonucleïnezuur (DNA). In bacteriën en archaea, twee van de drie belangrijkste delen van het leven op aarde, vindt RNA-synthese plaats langs een enkel chromosoom (en een georganiseerde structuur bestaande uit een DNA-streng en verschillende eiwitten). In de andere verdeling van het leven vindt eukarya, RNA-synthese plaats binnen de kern, waar DNA is verpakt in een of meer chromosomen. Zowel mRNA als tRNA bevatten informatie in de vorm van specifieke sequenties van de vier mogelijke basen in elk van hun nucleotiden. Deze sequenties worden op hun beurt gesynthetiseerd op basis van de sequentie van nucleotiden in DNA, specifiek de sectie van het DNA (het gen genoemd) dat werd gebruikt om de RNA-streng te synthetiseren tijdens het basenparingproces.

Functie van mRNA

Elke molecule of keten van mRNA bevat instructies voor het verbinden van verschillende "aminozuren" in een peptideketen, die een eiwit wordt. Net zoals nucleotiden bouwstenen zijn voor RNA, zijn aminozuren bouwstenen voor eiwitten. Evolutie heeft een "genetische code" geproduceerd waarin elk van de 20 aminozuren van het leven is gecodeerd door een reeks van drie stikstofhoudende basen in RNA-nucleotiden. Aldus komt elk triplet van RNA-nucleotiden overeen met één aminozuur en dicteert de sequentie van nucleotiden de sequentie van aminozuren die in de peptideketen zal worden gekoppeld die een eiwit vormt. Hoewel in sommige gevallen een aminozuur kan worden voorgesteld door meerdere nucleotide-tripletten, codons genoemd, vertegenwoordigt elk codon op RNA slechts één aminozuur. Om deze reden wordt gezegd dat de genetische code "gedegenereerd" is.

Functie van tRNA

Hoewel mRNA het "bericht" bevat over hoe aminozuren in een keten te sequencen, is tRNA de eigenlijke vertaler. Vertaling van de taal van RNA in de taal van het eiwit is mogelijk, omdat er vele vormen van tRNA zijn, die elk een aminozuur (eiwitbouwsteen) vertegenwoordigen en in staat zijn om te binden aan een RNA-codon. Zo heeft bijvoorbeeld het tRNA-molecuul voor het aminozuur alanine een gebied of bindingsplaats voor alanine en een andere bindingsplaats voor de drie RNA-nucleotiden, het codon, voor alanine.

Vertalen komt voor in Ribosomes

Het proces van het vertalen van RNA-codonsequenties naar aminozuursequenties en dus naar specifieke eiwitten wordt eigenlijk 'vertaling' genoemd. Het komt voor in ribosomen, die zijn gemaakt van rRNA en een verscheidenheid aan eiwitten. Tijdens de vertaling passeert een streng mRNA een ribosoom, zoals een ouderwetse cassette die door een bandlezer beweegt. Terwijl het mRNA zich verplaatst, binden tRNA-moleculen die het juiste aminozuur dragen aan het RNA-codon waarmee ze zijn gematcht, en wordt de sequentie van aminozuren bij elkaar gelegd.