Acid ribonucleic: structură, funcție și boli

Acid ribonucleic are o structură similară cu acidul dezoxiribonucleic (ADN). Cu toate acestea, joacă doar un rol minor ca purtător de informații genetice. Ca depozit intermediar de informații, servește, printre alte funcții, ca traducător și transmițător al codului genetic de la ADN la proteine.

Ce este acidul ribonucleic?

Abreviat atât în ​​engleză, cât și în germană, Acid ribonucleic se numește ARN. Are o structură similară ADN-ului (acidul dezoxiribonucleic). Spre deosebire de ADN, totuși, este format dintr-o singură fire. Sarcina sa este, printre altele, transmiterea și traducerea codului genetic în timpul biosintezei proteinelor. Cu toate acestea, ARN apare sub diferite forme și îndeplinește, de asemenea, sarcini diferite. ARN mai scurt molecule nu au deloc un cod genetic, dar sunt responsabili de transportul anumitor aminoacizi. Acid ribonucleic nu este la fel de stabil ca ADN-ul, deoarece nu are o funcție de stocare pe termen lung pentru codul genetic. În cazul ARNm, de exemplu, servește doar ca stocare temporară până când transferul și traducerea sunt complete.

Anatomie și structură

Acidul ribonucleic este un lanț compus din mai multe nucleotide. Nucleotida constă dintr-un compus între fosfat reziduu, zahăr și azot baza. azot Baze de adenina, guanina, citozina și uracilul sunt atașate fiecare de a zahăr reziduu ( riboza). zahărla rândul său, este esterificat cu a fosfat reziduu în două locuri și formează o punte cu acesta din urmă. azot baza este situată în poziția opusă zahărului. Zahăr și fosfat reziduurile se alternează și formează un lanț. Azotul Baze de astfel nu sunt legate direct între ele, ci sunt situate pe partea de zahăr. Trei azot Baze de la rând se numesc triplete și conțin codul genetic pentru un aminoacid specific. Mai multe triplete într-un rând codifică un lanț polipeptidic sau proteic. Spre deosebire de ADN, zahărul conține o grupare hidroxil în poziția 2 ′ în loc de a hidrogen atom. În plus, baza azot timină este schimbată cu uracil în ARN. Datorită acestor diferențe chimice minore, ARN, spre deosebire de ADN, apare în general doar într-o singură catena. Grupa hidroxil din riboza asigură, de asemenea, că acidul ribonucleic nu este la fel de stabil ca ADN-ul. Asamblarea și demontarea acestuia trebuie să fie flexibile, deoarece informațiile de transferat se schimbă constant.

Funcția și sarcinile

Acidul ribonucleic îndeplinește mai multe sarcini. Ca stocare pe termen lung a codului genetic, este de obicei exclusă. Numai în unele viruși ARN-ul servește ca purtător de informații genetice. În alte organisme, această sarcină este realizată de ADN. Printre altele, ARN acționează ca un transmițător și traducător al codului genetic în biosinteza proteinelor. ARNm este responsabil pentru acest lucru. Tradus, ARNm înseamnă ARN messenger. Copiază informațiile găsite pe un genă și o transportă la ribozom, unde o proteină este sintetizată cu ajutorul acestor informații. În acest proces, trei nucleotide adiacente formează așa-numitul codon, care reprezintă un aminoacid specific. În acest fel, un lanț polipeptidic de aminoacizi este construit pas cu pas. Individul aminoacizi sunt transportate la ribozom prin intermediul ARNt (ARN de transfer). În acest proces, ARNt funcționează astfel ca o moleculă auxiliară în biosinteza proteinelor. Ca o altă moleculă de ARN, ARN (ARN ribozomal) este implicat în asamblarea ribozomi. Alte exemple includ asARN (ARN antisens) pentru reglare genă expresie, hnRNA (ARN nuclear eterogen) ca precursor al mARN-ului matur, ribowitches pentru reglarea genelor, ribozime pentru catalizarea reacțiilor biochimice și multe altele. ARN-ul molecule s-ar putea să nu fie stabil, deoarece sunt necesare transcrieri diferite în momente diferite. Nucleotidele sau oligomerii scindați sunt folosiți în mod constant pentru a resinteza ARN-ul. Conform ipotezei mondiale a ARN-ului lui Walter Gilbert, ARN molecule au format precursorii tuturor organismelor. Chiar și astăzi, aceștia sunt singurii purtători ai codului genetic viruși.

Boli

În contextul bolii, ribonucleic acizi joacă un rol în atât de mulți viruși au doar ARN ca material genetic. Astfel, pe lângă virusurile ADN, există și viruși cu ARN monocatenar sau dublu catenar. În afara unui organism viu, un virus este complet inactiv. Nu are un metabolism propriu, însă, când un virus intră în contact cu celulele corpului, informațiile genetice ale ADN-ului sau ARN-ului său sunt activate. Virusul începe să se reproducă cu ajutorul organelor celulei gazdă. În acest proces, celula gazdă este reprogramată de virus pentru a produce componente individuale ale virusului. Materialul genetic al virusului intră în nucleul celular. Acolo are loc încorporarea acestuia în ADN-ul celulei gazdă și se produc în mod constant noi viruși. Virușii sunt descărcați din celulă. Procesul se repetă până când celula moare. În virusurile ARN, enzima transcriptază inversă este utilizată pentru a transcrie informațiile genetice ale ARN în ADN. Retrovirusurile sunt o formă specială de viruși ARN. De exemplu, virusul HI este unul dintre retrovirusurile. Și în retrovirusuri, enzima transcriptază inversă asigură transferul informațiilor genetice ale ARN monocatenar în ADN-ul celulei gazdă. Acolo sunt generați noi viruși, care părăsesc celula fără a fi distruse. Se formează întotdeauna noi viruși, care infectează în mod constant alte celule. Retrovirusurile sunt foarte mutante și, prin urmare, dificil de combătut. O combinație a mai multor componente, cum ar fi inhibitori de revers transcriptază și inhibitori de protează, este utilizată ca terapie.