Ribonucleïnezuur
RNA is een acroniem voor ribonucleïnezuur, een nucleïnezuur. Er zijn nu veel verschillende soorten bekend.
RNA is fysiek anders dan DNA: Het DNA bevat twee intercoiled strengen, maar RNA bevat slechts één enkele streng. RNA bevat ook verschillende basen van DNA. Deze basen zijn de volgende:
A) Adenine
(G) Guinee
(C) Cytosine
(U) Uracil
Adenine vormt banden met uracil, en guanine vormt banden met cytosine. Zo zeggen we dat adenine complementair is aan uracil en dat guanine complementair is aan cytosine. De eerste drie basen zitten ook in het DNA, maar uracil vervangt thymine als aanvulling op adenine.
RNA bevat ook ribose in tegenstelling tot desoxyribose in het DNA. Deze verschillen resulteren in RNA dat chemisch meer reactief is dan DNA. Dit maakt het het meest geschikte molecuul om deel te nemen aan celreacties.
RNA is de drager van genetische informatie in bepaalde virussen, vooral de retrovirussen zoals het HIV-virus. Dit is de enige uitzondering op de algemene regel dat DNA de erfelijke stof is.
Eiwitsynthese RNA's
Boodschapper RNA
De belangrijkste functie van RNA is om informatie van de aminozuursequentie van de genen te dragen naar de plaats waar eiwitten op ribosomen in het cytoplasma worden geassembleerd.
Dit wordt gedaan door boodschapper RNA (mRNA). Een enkele streng van het DNA is de blauwdruk voor het mRNA dat uit die streng wordt getranscribeerd. De volgorde van de basenparen wordt uit het DNA getranscribeerd door een enzym dat RNA polymerase heet. Vervolgens gaat het mRNA van de kern naar de ribosomen in het cytoplasma om eiwitten te vormen. Het mRNA vertaalt de volgorde van de basenparen in een opeenvolging van aminozuren om eiwitten te vormen. Dit proces wordt vertaling genoemd.
DNA verlaat de kern niet om verschillende redenen. DNA is een zeer lange molecule, en is gebonden aan eiwitten, histonen genaamd, in de chromosomen. mRNA, aan de andere kant is in staat om te bewegen en te reageren met verschillende celenzymen. Eenmaal getranscribeerd, verlaat het mRNA de kern en verhuist naar de ribosomen.
Twee soorten niet-coderende RNA's helpen bij de opbouw van eiwitten in de cel. Ze zijn transfer RNA (tRNA) en ribosomaal RNA (rRNA).
tRNA
Transfer RNA (tRNA) is een kort molecuul van ongeveer 80 nucleotiden dat een specifiek aminozuur draagt naar de polypeptideketen bij een ribosoom. Er is een verschillend tRNA voor elk aminozuur. Elk heeft een plaats waar het aminozuur zich kan hechten, en een anticodon dat overeenkomt met het codon op het mRNA. Bijvoorbeeld, codons UUU of UUC code voor het aminozuur fenylalanine.
rRNA
Ribosomaal RNA (rRNA) is de katalytische component van de ribosomen. Eukaryote ribosomen bevatten vier verschillende rRNA-moleculen: 18S, 5.8S, 28S en 5S rRNA. Drie van de rRNA-moleculen worden in de kern gesynthetiseerd, en één wordt elders gesynthetiseerd. In het cytoplasma vormen ribosomaal RNA en eiwit samen een nucleoproteïne die een ribosoom wordt genoemd. Het ribosoom bindt mRNA en voert de eiwitsynthese uit. Verschillende ribosomen kunnen op elk moment aan een enkel mRNA worden gebonden. rRNA is extreem overvloedig en maakt 80% uit van de 10 mg/ml RNA die in een typisch eukaryotisch cytoplasma wordt gevonden.
snRNA's
Kleine nucleaire RNA's (snRNA) verbinden zich met eiwitten om spliceosomen te vormen. De spliceosomen regelen alternatieve splicing. Genen coderen voor eiwitten in bits die exonen worden genoemd. De bits kunnen op verschillende manieren worden samengevoegd om verschillende mRNA's te maken. Zo kunnen uit één gen veel eiwitten worden gemaakt. Dit is het proces van alternatieve splicing. Eventuele ongewenste versies van het eiwit worden door proteasen versneden, en de chemische bits worden hergebruikt.
De structuur van een volwassen eukaryotisch mRNA. Een volledig verwerkt mRNA omvat een 5' cap, 5' UTR, codeergebied, 3' UTR, en poly(A) tail. UTR = onvertaald gebied
Regulerende RNA's
Er zijn een aantal RNA's die genen reguleren, dat wil zeggen dat ze de snelheid reguleren waarmee genen worden getranscribeerd of vertaald.
miRNA
Micro RNA's (miRNA) werken door het samenvoegen van een enzym en het blokkeren van mRNA, of het versnellen van de afbraak ervan. Dit wordt RNA-interferentie genoemd.
siRNA
Kleine storende RNA's (soms ook wel stilliggende RNA's genoemd) interfereren met de expressie van een specifiek gen. Het zijn vrij kleine (20/25 nucleotiden) dubbelstrengsmoleculen. Hun ontdekking heeft een golf van biomedisch onderzoek en geneesmiddelenontwikkeling veroorzaakt.
Parasitaire en andere RNA's
Retrotransposons
Transposons zijn slechts één van de verschillende soorten mobiele genetische elementen. Retrotransposonen kopiëren zichzelf in twee fasen: eerst van DNA naar RNA door transcriptie, dan van RNA terug naar DNA door omgekeerde transcriptie. De DNA-kopie wordt dan in een nieuwe positie in het genoom ingebracht. Retrotransposonen gedragen zich heel gelijkaardig aan retrovirussen, zoals HIV.
Virale genomen
Virale genomen, die meestal RNA zijn, nemen de celmachines over en maken zowel nieuw viraal RNA als de eiwitlaag van het virus.
fagenagenetica
Fagenagen zijn vrij gevarieerd. Het genetisch materiaal kan ssRNA (enkelstrengs RNA), dsRNA (dubbelstrengs RNA), ssDNA (enkelstrengs DNA) of dsDNA (dubbelstrengs DNA) zijn. Het kan tussen 5 en 500 kilo basisparen lang zijn met een cirkelvormige of lineaire opstelling. Bacteriofagen zijn meestal tussen 20 en 200 nanometer groot.
Fagenagen kunnen coderen voor slechts vier genen, en maar liefst honderden genen.
Gebruikt
Sommige wetenschappers en artsen hebben boodschapper-RNA gebruikt in vaccins om kanker te behandelen en te voorkomen dat mensen ziek worden.
Vragen en antwoorden
V: Waar staat RNA voor?
A: RNA staat voor ribonucleïnezuur.
V: Waarin verschilt RNA fysisch van DNA?
A: RNA bevat slechts één enkele streng, terwijl DNA twee opgerolde strengen bevat.
V: Wat zijn de verschillende basen in RNA?
A: De verschillende basen in RNA zijn Adenine, Guanine, Cytosine en Uracil.
V: Wat is het bindingspatroon tussen de RNA-basen?
A: Adenine vormt bindingen met Uracil, en Guanine vormt bindingen met Cytosine.
V: Waarin verschilt RNA chemisch van DNA?
A: RNA bevat ribose in plaats van desoxyribose, waardoor het chemisch reactiever is dan DNA.
V: Wat is de rol van RNA in celreacties?
A: RNA is geschikter om deel te nemen aan celreacties vanwege zijn chemische reactiviteit.
V: Welke virussen gebruiken RNA als drager van genetische informatie?
A: Bepaalde virussen, vooral de retrovirussen zoals het HIV-virus, gebruiken RNA als drager van genetische informatie.
