Ribonukleinsyresyntese

De Ribonukleinsyresyntese er en forutsetning for proteinsyntese. Ribonukleinsyrene overfører den genetiske informasjonen fra DNA til proteiner. I noen virus representerer ribonukleinsyrer til og med hele genomet.

Hva er ribonukleinsyresyntese?

Ribonukleinsyresyntese foregår alltid på DNA. Der blir komplementære ribonukleotider samlet i en RNA-streng ved bruk av en enzymatisk kontrollert prosess. Ribonukleinsyre (RNA) har en lignende struktur som deoksyribonukleinsyre (DNA). Den består av nukleobaser, en sukkerrest og fosfater. Når de er satt sammen, danner de tre byggesteinene et nukleotid. Sukkeret består av en ribose. Det er en pentose med fem karbonatomer. Forskjellen til DNA er at sukkeret i 2-stillingen i pentoseringen inneholder en hydroksylgruppe i stedet for et hydrogenatom.

Ribosen er forestret med fosforsyre to steder. Dette skaper en kjede med vekslende ribose- og fosfatenheter. En nukleobase er glykosidisk bundet til siden av ribosen. Fire forskjellige nukleobaser er tilgjengelige for å bygge opp RNA. Dette er pyrimidinbasene cytosin og uracil og purinbasene adenin og guanin.

Nitrogenbase-tyminet finnes i DNA i stedet for uracil. Tre nukleotider på rad danner hver en triplett som koder for en aminosyre. Koden bestemmes av rekkefølgen på nukleiske baser (nitrogenbaser). I motsetning til DNA er RNA enkeltstrenget. Dette er forårsaket av hydroksylgruppen i ribosens 2-stilling.

Funksjon & oppgave

Ved ribonukleinsyresyntese syntetiseres forskjellige typer RNA. I motsetning til DNA brukes ikke RNA til langtidslagring av genetisk informasjon, men til overføring.

Messenger-RNA (mRNA) er ansvarlig for dette. Den kopierer den genetiske informasjonen fra DNA og overfører den til ribosomet, der proteinsyntese foregår. Informasjonen lagres bare midlertidig i RNA. Etter at proteinsyntesen er avsluttet, brytes den ned igjen.

TRNA og rRNA har ingen genetisk informasjon, men hjelper heller til å bygge proteiner på ribosomet. Andre ribonukleinsyrer er ansvarlige for genuttrykk. De er derfor ansvarlige for hvilken genetisk informasjon som skal leses i det hele tatt. De bidrar dermed også til differensieringen av cellene. Endelig er det RNA som til og med tar på seg katalytiske funksjoner.

Noen virus inneholder bare RNA i stedet for DNA. Dette betyr at deres genetiske kode er lagret i RNA. Imidlertid kan RNA bare syntetiseres ved bruk av DNA. Virus er derfor bare noen gang i stand til å leve og formere seg i en vertscelle.

Ved ribonukleinsyresyntese katalyserer enzymet RNA-polymerase dannelsen av RNA på DNA, noe som resulterer i den eksakte overføringen av den genetiske koden. Transkripsjonen initieres ved å binde RNA-polymerasen til en promoter. Dette er en spesifikk nukleotidsekvens på DNA. I en kort DNA-strekning blir den doble helixen brutt opp ved å bryte hydrogenbindingen. I prosessen er komplementære ribonukleotider festet til de tilsvarende baser på den kodogene streng av DNA.

Ribose- og fosfatgrupper kombineres for å danne en esterbinding, og skaper RNA-strengen. DNA åpnes bare på et kort avsnitt. Delen av RNA-strengen som allerede er syntetisert stikker ut fra denne åpningen. Ribonukleinsyresyntesen ender på et område av DNAet som kalles en terminator. Det er en stoppkode der. Når stoppkoden er nådd, løsner RNA-polymerasen seg fra DNAet og RNA som dannes frigjøres.

Sykdommer og plager

Ribonukleinsyresyntese er en grunnleggende prosess, så en forstyrrelse har ødeleggende konsekvenser for organismen. For å kunne syntetisere proteiner, må det ikke være store avvik i syntesen. Noen fremmede RNA-partikler kan imidlertid omprogrammere hele cellen slik at kroppscellen bare syntetiserer fremmed RNA. Denne prosessen er vanlig og spiller en stor rolle i virusinfeksjoner.

Virus kan ikke formere seg på egen hånd. Du er alltid avhengig av en vertscelle. Det er både DNA-virus og rene RNA-virus. Begge typer trenger inn i cellen og innlemmer deres genetiske materiale i den genetiske koden til vertscellen. Cellen begynner å gjenskape bare det genetiske materialet til viruset. Cellen produserer virus til den dør. De nydannede virusene trenger inn i ytterligere celler og fortsetter sitt ødeleggelsesarbeid.

RNA-virusene bygger genetisk materiale inn i DNAet ved hjelp av enzymet revers transkriptase. Etter integrasjonen dominerer syntesen av viralt RNA, som deretter returneres til neste celle. Retrovirusene tilhører også RNA-virusene. Et kjent retrovirus er HI-viruset. Retrovirus er imidlertid et spesielt tilfelle: Selv om de også innlemmer genetisk materiale i DNA via revers transkriptase, forlater de nye virusene som er opprettet cellen uten å ødelegge den. Dette gjør at infiserte celler kan bli en konstant kilde til virus.

I produksjonen av nye virus forekommer imidlertid også konstant mutasjoner, som endrer viruset permanent. Immunsystemet danner antistoffer mot de eksisterende virusene, men før de ødelegges, har den genetiske koden endret seg så mye at antistoffer som er dannet ikke lenger er effektive. Kroppen må fortsette å produsere nye antistoffer. Immunsystemet er så stresset at det permanent mister motstanden mot bakterier, sopp og virus.