Ribonukleiinhapete süntees

Ribonukleiinhapete süntees on valkude sünteesi eeltingimus. Ribonukleiinhapped kannavad geneetilist teavet DNA-st valkudesse. Mõnes viiruses esindavad ribonukleiinhapped isegi kogu genoomi.

Mis on ribonukleiinhappe süntees?

Ribonukleiinhappe süntees toimub alati DNA-l. Seal komplementeeritakse täiendavad ribonukleotiidid RNA ahelaks, kasutades ensümaatiliselt kontrollitud protsessi. Ribonukleiinhappel (RNA) on sarnane struktuur nagu desoksüribonukleiinhappel (DNA). See koosneb nukleoalustest, suhkrujäägist ja fosfaatidest. Kolm ehitusplokki kokku pannes moodustavad nukleotiidi. Suhkur koosneb riboosist. See on viie süsinikuaatomiga pentoos. Erinevus DNA-st seisneb selles, et pentoosi tsükli 2. positsioonis olev suhkur sisaldab vesinikuaatomi asemel hüdroksüülrühma.

Riboos esterdatakse kahes kohas fosforhappega. See loob ahela vahelduvate riboosi- ja fosfaatühikutega. Nukleobaas on glükosiidselt seotud riboosi küljega. RNA moodustamiseks on saadaval neli erinevat nukleobaasi. Need on tsütosiini ja uratsiili pürimidiinalused ning puriini alused adeniin ja guaniin.

Lämmastikaluse tümiini leidub DNA-s uratsiili asemel. Kolm nukleotiidi järjest moodustavad kolmiku, mis kodeerib aminohapet. Kood määratakse kindlaks tuumaaluste (lämmastikalused) järjekorra alusel. Vastupidiselt DNA-le on RNA üheahelaline. Selle põhjuseks on hüdroksüülrühm riboosi 2. positsioonis.

Funktsioon ja ülesanne

Ribonukleiinhappe sünteesis sünteesitakse erinevat tüüpi RNA-sid. Vastupidiselt DNA-le ei kasutata RNA-d geneetilise teabe pikaajaliseks säilitamiseks, vaid selle edastamiseks.

Selle eest vastutab Messenger RNA (mRNA). See kopeerib DNA-st geneetilise teabe ja edastab selle ribosoomi, kus toimub valkude süntees. Teavet säilitatakse RNA-s ainult ajutiselt. Pärast valkude sünteesi lõppu lagundatakse see uuesti.

TRNA ja rRNA ei kanna geneetilist teavet, vaid aitavad pigem ribosoomi valke üles ehitada. Muud ribonukleiinhapped vastutavad geeniekspressiooni eest. Seetõttu vastutavad nad selle eest, millist geneetilist teavet tuleks üldse lugeda. Seega aitavad nad kaasa ka rakkude diferentseerumisele. Lõpuks on olemas RNA, mis täidab isegi katalüütilisi funktsioone.

Mõni viirus sisaldab DNA asemel ainult RNA-d. See tähendab, et nende geneetiline kood salvestatakse RNA-s. Kuid RNA-d saab sünteesida ainult DNA abil. Seetõttu suudavad viirused kunagi peremeesrakus elada ja paljuneda.

Ribonukleiinhappe sünteesis katalüüsib ensüümi RNA polümeraas RNA moodustumist DNA-l, mille tulemuseks on geneetilise koodi täpne ülekandmine. Transkriptsioon initsieeritakse RNA polümeraasi sidumisega promootoriga. See on spetsiifiline nukleotiidjärjestus DNA-l. Lühikese DNA osa korral purustatakse topeltheeliks vesiniksideme purustamisega. Selle protsessi käigus kinnitatakse DNA kodogeense ahela vastavatele alustele komplementaarsed ribonukleotiidid.

Riboosi ja fosfaatrühmad moodustavad estersideme, moodustades RNA ahela. DNA avatakse ainult lühikese sektsiooni jooksul. Sellest sünteesist ulatub välja juba sünteesitud RNA ahela osa. Ribonukleiinhappe süntees lõpeb DNA piirkonnas, mida nimetatakse terminaatoriks. Seal on stop kood. Kui stoppkood on saavutatud, eraldub RNA polümeraas DNA-st ja moodustunud RNA vabaneb.

Haigused ja tervisehäired

Ribonukleiinhapete süntees on põhiprotsess, seega on häiretel organismile laastavad tagajärjed. Valkude sünteesimiseks ei tohi sünteesis esineda suuri kõrvalekaldeid. Kuid mõned võõrad RNA osakesed võivad kogu raku ümber programmeerida, nii et keha rakk sünteesib ainult võõrast RNA-d. See protsess on tavaline ja mängib suurt rolli viirusnakkuste korral.

Viirused ei saa iseseisvalt paljuneda. Olete alati peremeesrakust sõltuv. Seal on nii DNA-viirusi kui ka puhtaid RNA-viirusi. Mõlemad tüübid tungivad rakku ja lülitavad oma geneetilise materjali peremeesraku geneetilisse koodi. Rakk hakkab replitseerima ainult viiruse geneetilist materjali. Rakk toodab viirusi kuni sureb. Äsja moodustunud viirused tungivad edasi rakkudesse ja jätkavad hävitamist.

RNA-viirused ehitavad oma geneetilise materjali DNA-sse ensüümi pöördtranskriptaasi abil. Pärast integreerimist domineerib viirusliku RNA süntees, mis viiakse seejärel tagasi järgmisse rakku. Retroviirused kuuluvad ka RNA viiruste hulka. Tuntud retroviirus on HI-viirus. Retroviirused on siiski erijuhtum. Ehkki nad inkorporeerivad DNA-sse ka geneetilist materjali pöördtranskriptaasi kaudu, lahkuvad loodud uued viirused rakust seda hävitamata. See võimaldab nakatunud rakkudel muutuda pidevaks viiruste allikaks.

Uute viiruste tootmisel tekivad aga pidevalt ka mutatsioonid, mis viirust püsivalt muudavad. Immuunsussüsteem moodustab küll olemasolevate viiruste vastaseid antikehi, kuid enne nende hävitamist on geneetiline kood muutunud nii palju, et tekkinud antikehad pole enam tõhusad. Keha peab pidevalt tootma uusi antikehi. Immuunsussüsteem on nii stressis, et kaotab jäädavalt resistentsuse bakterite, seente ja viiruste vastu.