RNA

Ribonukleová kyselina (RNA, česky někdy také RNK) je nukleová kyselina skládající se z vlákna kovalentně navázaných nukleotidů. Je biochemicky rozlišitelná od deoxyribonukleové kyseliny (DNA), jednak přítomností dodatečné hydroxylové skupiny, připojené ke každé pentózové molekule řetězce, jednak využitím uracilu na místo thyminu.

Jednou z nejpodstatnějších funkcí RNA je okopírovat genetickou informaci z DNA (skrze transkripci) a fyzicky ji přenést do místa, kde po té dojde k jejímu přeložení (translaci) na výsledný protein (tuto funkci však přímo naplňuje pouze jedna třída RNA - mediátorová RNA (mRNA); ostatní typy RNA nepřímo).

[editovat] Chemická struktura

RNA vlevo a DNA vpravo (anglicky)

Ribonukleové kyseliny mají čtyři rozdílné báze: adenin (A), guanin (G), cytosin (C), a uracil (U). První tři jsou totožné s těmi, které se nacházejí v DNA, ale uracil v DNA nahrazuje thymin (T) v jeho komplementární funkci k adeninu. Mohlo by to mít odůvodnění v tom, že uracil je energeticky méně nákladný a to i přesto, že snadno dochází k jeho degeneraci na cytosin. Tedy, uracil by byl vhodný pro RNA, kde je množství významné, životnost však nikoliv, kdežto thymin vhodný pro DNA.

Mimo těchto čtyř základních bází se v RNA běžně nachází i množství minoritních bází jako například dihydrouridin (D), pseudouridin (ψ), inosin (I), hypoxantin či 5-methylcytosin (m⁵C). Také výskyt thyminu není v RNA výjimkou.

[editovat] Srovnání s DNA

V principu má RNA stejnou strukturu jako DNA - její vlákno je složeno z nukleotidů obdobným způsobem. Rozdílem je však přítomnost hydroxylových skupin, které jsou připojené na druhý uhlík pentózového cyklu (ribosa). DNA má v této pozici pouze atom vodíku (deoxyribosa). Hydroxylová skupina činí RNA méně stabilní než DNA vůči bazicky katalyzované hydrolýze.

Rozdílné je již zmíněné zastoupení nukleových bází. V DNA se vyskytuje namísto uracilu nukleová báze thymin (5-methyluracil).

DNA vytváří dlouhou dvoušroubovici (složená ze dvou komplementárních vláken). RNA vytváří relativně kratší jednoduchá vlákna, která se za obvyklých okolností komplementují pouze s DNA a jen za svého vzniku a pak s tRNA v případné proteosyntéze (v některých případech má však komplementarita dvou molekul RNA i fyziologickou funkci - viz: RNAi)

[editovat] Biologická role

Ribonukleové kyseliny plní v biologii několik možných úloh:

• Mediátorová RNA (mRNA anglicky - Messenger RNA) je překládána přímo z genové sekvence DNA (u eukaryot je pak exportována do cytoplazmy) a využita pro přepis na protein.
• tRNA transferová RNA
• rRNA ribozomální RNA
• RNA, podobně jako bílkovinné enzymy, může plnit katalytickou (často autokatalytickou) funkci. Taková RNA se nazývá ribozym. Schopnost RNA nést genetickou informaci a zároveň působit jako katalyzátor biologických reakcí je základem jedné z teorií vzniku života - RNA světa

[editovat] Syntéza RNA

RNA je syntetizovaná enzymy RNA-polymerasami (RNA-poly, RNAP) podle matrice DNA. RNA-polymerasy rozpoznávají specifické úseky DNA, které označují počátek transkripce (přepis DNA na RNA) - promotory. Zatímco v případě prokaryot jsou veškeré RNA syntetizovány jedinou RNA-polymerasou, u eukaryot se nachází tři základní typy: RNA-polymerasa I, II a III, z nichž každá syntetizuje jiné RNA.

• RNA-poly I syntetizuje rRNA, nachází se převážně v jadérku
• RNA-poly II syntetizuje hnRNA (prekurzor mRNA])
• RNA-poly III syntetizuje tRNA a 5S rRNA

Jednotlivé RNA-poly rozpoznávají různé promotory. Jejich interakce s protomotory je ovlivněna specifickými proteiny tzv. transkribčními faktory, pomocí kterých dochází k regulaci transkripce.