اسید ریبونوکلئیک: ساختار ، عملکرد و بیماری ها

اسید ریبونوکلئیک از نظر ساختار مشابه است اسید دئوکسی ریبونوکلئیک (DNA) با این حال ، این فقط یک نقش جزئی را به عنوان یک حامل اطلاعات ژنتیکی بازی می کند. به عنوان یک ذخیره متوسط ​​اطلاعات ، از جمله سایر عملکردها ، به عنوان مترجم و انتقال دهنده کد ژنتیکی از DNA به پروتئین است.

ریبونوکلئیک اسید چیست؟

به انگلیسی و آلمانی مخفف شده است ، اسید ریبونوکلئیک RNA نامیده می شود. از نظر ساختار مشابه DNA است (اسید دئوکسی ریبونوکلئیک) برخلاف DNA ، اما فقط از یک رشته تشکیل شده است. وظیفه آن ، از جمله موارد دیگر ، انتقال و ترجمه کد ژنتیکی در طی بیوسنتز پروتئین است. با این حال ، RNA به اشکال مختلف رخ می دهد و همچنین وظایف مختلف را انجام می دهد. RNA کوتاهتر مولکول ها به هیچ وجه کد ژنتیکی ندارند اما مسئولیت حمل برخی از آنها را دارند اسیدهای آمینه. اسید ریبونوکلئیک به اندازه DNA پایدار نیست زیرا هیچ عملکرد ذخیره سازی طولانی مدت برای کد ژنتیکی ندارد. به عنوان مثال ، در مورد mRNA ، این ماده فقط به عنوان ذخیره موقت عمل می کند تا زمان انتقال و ترجمه کامل شود.

آناتومی و ساختار

ریبونوکلئیک اسید زنجیره ای است که از تعداد زیادی نوکلئوتید تشکیل شده است. نوکلئوتید از ترکیبی بین تشکیل شده است فسفات باقی مانده ، قند و نیتروژن پایه. نیتروژن پایگاه آدنین ، گوانین ، سیتوزین و اوراسیل هر یک به a متصل می شوند قند باقی مانده ( ریبوز). قند، به نوبه خود ، با a تخلیه می شود فسفات در دو مکان باقی مانده و با دومی پل ایجاد می کند. نیتروژن پایه در موقعیت مخالف قند قرار دارد. شکر و فسفات باقی مانده ها متناوب هستند و یک زنجیره تشکیل می دهند. نیتروژن پایگاه بنابراین به طور مستقیم با یکدیگر ارتباط ندارند ، اما در کنار قند قرار دارند. سه نیتروژن پایگاه در یک ردیف سه گانه نامیده می شود و حاوی کد ژنتیکی یک اسید آمینه خاص است. چندین سه قلو در یک ردیف یک پلی پپتید یا زنجیره پروتئین را رمزگذاری می کنند. بر خلاف DNA ، قند به جای یک گروه حاوی یک گروه هیدروکسیل در موقعیت 2 است هیدروژن اتم علاوه بر این ، تیمین پایه نیتروژن با RAC با اوراسیل مبادله می شود. به دلیل این اختلافات جزئی شیمیایی ، RNA ، برخلاف DNA ، معمولاً فقط در یک رشته واحد رخ می دهد. گروه هیدروکسیل در ریبوز همچنین اطمینان حاصل می کند که اسید ریبونوکلئیک به اندازه DNA پایدار نیست. مونتاژ و جداسازی قطعات آن باید انعطاف پذیر باشد زیرا اطلاعات منتقل شده به طور مداوم در حال تغییر است.

عملکرد و وظایف

ریبونوکلئیک اسید چندین وظیفه را انجام می دهد. به عنوان ذخیره طولانی مدت برای کد ژنتیکی ، معمولاً این بحث خارج است. فقط در بعضی ویروس ها آیا RNA به عنوان حامل اطلاعات ژنتیکی عمل می کند. در موجودات دیگر این وظیفه توسط DNA انجام می شود. از جمله ، RNA به عنوان یک فرستنده و مترجم کد ژنتیکی در بیوسنتز پروتئین عمل می کند. mRNA مسئول این امر است. mRNA ترجمه شده به معنی RNA پیام رسان است. اطلاعات موجود در a را کپی می کند ژن و آن را به ریبوزوم منتقل می کند ، جایی که پروتئین با کمک این اطلاعات سنتز می شود. در این فرآیند ، سه نوکلئوتید مجاور به اصطلاح کدون تشکیل می دهند ، که اسید آمینه خاصی را نشان می دهد. به این ترتیب ، یک زنجیره پلی پپتیدی از اسیدهای آمینه گام به گام ساخته شده است. فرد اسیدهای آمینه با استفاده از tRNA (انتقال RNA) به ریبوزوم منتقل می شوند. در این فرآیند ، tRNA به عنوان یک مولکول کمکی در بیوسنتز پروتئین عمل می کند. به عنوان یکی دیگر از مولکول های RNA ، rRNA (RNA ریبوزومی) در مونتاژ ریبوزومها. نمونه های دیگر شامل asRNA (RNA ضد حس) برای تنظیم است ژن بیان ، hnRNA (RNA هسته ای ناهمگن) به عنوان پیش درآمد mRNA بالغ ، ریبوویچ برای تنظیم ژن ، ریبوزیم ها برای کاتالیز واکنش های بیوشیمیایی و بسیاری موارد دیگر. RNA مولکول ها ممکن است پایدار نباشد زیرا متن های مختلف در زمان های مختلف مورد نیاز است. از نوکلئوتیدهای شکاف خورده یا الیگومرها به طور مداوم برای سنتز مجدد RNA استفاده می شود. طبق فرضیه جهانی RNA والتر گیلبرت ، RNA مولکول ها پیش سازهای همه موجودات را تشکیل می دهد. حتی امروزه نیز در برخی از آنها تنها حامل کد ژنتیکی هستند ویروس ها.

بیماری

در زمینه بیماری ، ریبونوکلئیک اسیدها در این تعداد نقش دارند ویروس ها فقط RNA به عنوان ماده ژنتیکی خود دارند. بنابراین ، علاوه بر ویروس های DNA ، ویروس هایی با RNA تک یا دو رشته نیز وجود دارد. خارج از یک موجود زنده ، ویروس کاملاً غیرفعال است. به خودی خود متابولیسم ندارد. با این حال ، وقتی ویروسی با سلول های بدن تماس پیدا می کند ، اطلاعات ژنتیکی DNA یا RNA آن فعال می شود. ویروس با کمک اندامک های سلول میزبان شروع به تولید مثل می کند. در این فرآیند ، سلول میزبان توسط ویروس دوباره برنامه ریزی می شود تا اجزای ویروس جداگانه تولید کند. مواد ژنتیکی ویروس وارد هسته سلول می شود. در آنجا ، ترکیب آن در DNA سلول میزبان اتفاق می افتد و ویروس های جدید دائماً تولید می شوند. ویروس ها از سلول تخلیه می شوند. این روند تا زمان مرگ سلول تکرار می شود. در ویروس های RNA ، آنزیم ترانس کریپتاز معکوس برای رونویسی اطلاعات ژنتیکی RNA در DNA استفاده می شود. ویروس های خونی شکل خاصی از ویروس های RNA است. به عنوان مثال ، ویروس HI یکی از ویروس های ویروسی است. در ویروس های ویروسی نیز آنزیم ترانس کریپتاز معکوس انتقال اطلاعات ژنتیکی RNA تک رشته را به DNA سلول میزبان تضمین می کند. ویروس های جدیدی در آنجا تولید می شوند که سلول را از بین می برند بدون اینکه تخریب شوند. ویروس های جدید همیشه در حال شکل گیری هستند که به طور مداوم سلول های دیگر را آلوده می کنند. ویروس های خونی بسیار جهش پذیر هستند و بنابراین مبارزه با آنها دشوار است. ترکیبی از چندین م suchلفه مانند مهار کننده های ترانس کریپتاز معکوس و مهار کننده های پروتئاز به عنوان مثال استفاده می شود درمان.