מה הפונקציות של mRNA ו- tRNA?

תוֹכֶן

• מה זה RNA?
• RNAs ארבעה בסיסים חנקניים
• סינתזה של mRNA ו- tRNA
• פונקציה של mRNA
• פונקציה של tRNA
• התרגום מתרחש בריבוזומים

חומצה ריבונוקלאית (RNA) היא תרכובת כימית הקיימת בתאים ווירוסים. בתאים ניתן לחלק אותו לשלוש קטגוריות: ריבוזומל (rRNA), מסנג'ר (mRNA) והעברה (tRNA).אמנם ניתן למצוא את שלושת סוגי RNA בריבוזומים, מפעלי החלבון של תאים, אך מאמר זה מתמקד בשני האחרונים, שנמצאים לא רק בתוך ריבוזומים, אלא קיימים בחופשיות בגרעין התא (בתאים שיש בהם גרעינים) וב הציטופלסמה, תא התא העיקרי בין הגרעין לקרום התא. שלושת סוגי ה- RNA, לעומת זאת, עובדים בקונצרט.

מה זה RNA?

mRNA ו- tRNA קיימים בשרשראות המורכבות מאבני בניין הנקראות נוקלאוטידים RNA. כל אחד מהנוקליאוטידים הבניינים הללו מורכב מסוכר הנקרא ריבוז, קבוצה כימית בעלת אנרגיה גבוהה, הנקראת פוספט, ואחד מארבעה "בסיסים חנקניים" אפשריים --- מבנים טבעתיים או טבעתיים כפולים שהרקע שלהם בנוי לא רק מאטומי פחמן אלא גם מאטומי חנקן רבים (ראה איור). נוקליאוטידים מתחברים זה לזה דרך קבוצות הפוספט והסוכר המהווים "עמוד שדרה" שאליו מחוברים הבסיסים החנקניים, אחד לכל סוכר ריבוז.

RNAs ארבעה בסיסים חנקניים

ברוב המקרים, ארבעה בסיסים נמצאים ב- RNA. שתיים כאלה, אדנין (A) וגואנין (G), מכילות שתי טבעות כימיות ונקראות פורינים. השניים האחרים, שכל אחד מהם מכיל טבעת כימית אחת, הם ציטוזין (C) ואורציל (U), והם נקראים פירימידינים.

סינתזה של mRNA ו- tRNA

mRNA ו- tRNA מסונתזים באמצעות תהליכים המכונים "התאמת בסיס" ו"תעתיק ", שבהם מונחת שרשרת של RNA, לצד גדיל של חומצה deoxyribonucleic (DNA). בחיידקים ובארכאאה, שניים משלוש הפילוגים העיקריים של החיים על כדור הארץ, סינתזת RNA מתרחשת לאורך כרומוזום יחיד (ומבנה מאורגן המורכב מגדיל של DNA וחלבונים שונים). בחלוקה האחרת של החיים, eukarya, סינתזת RNA מתרחשת בתוך הגרעין, שם ה- DNA נארז בתוך אחד מכרומוזומים נוספים. MRNA וגם tRNA מכילים מידע בצורה של רצפים ספציפיים של ארבעת הבסיסים האפשריים בכל אחד מהנוקלאוטידים שלהם. רצפים אלה, בתורם, מסונתזים על סמך רצף הנוקלאוטידים ב- DNA, ובמיוחד החלק של ה- DNA (המכונה הגן) אשר שימש לסינתזת גדיל ה- RNA בתהליך זיווג הבסיס.

פונקציה של mRNA

כל מולקולה, או שרשרת, של mRNA נושאת הוראות כיצד לחבר כמה "חומצות אמינו" לשרשרת פפטיד, שהופכת לחלבון. באותה דרך שבה נוקלאוטידים הם אבני בניין ל- RNA, חומצות אמינו הן אבני בניין לחלבונים. האבולוציה ייצרה "קוד גנטי" בו כל אחד מחייו של 20 חומצות אמינו מקודד על ידי סדרה של שלושה בסיסים חנקניים בנוקלאוטידים RNA. כך, כל שלישיה של נוקליאוטידים RNA תואמת חומצה אמינית אחת, ורצף הנוקלאוטידים מכתיב את רצף חומצות האמינו שיקושרו לשרשרת הפפטיד שעושה חלבון. בעוד שבמקרים מסוימים חומצה אמינית יכולה להיות מיוצגת על ידי שלשות משולשות נוקליאוטידים, הנקראות קודונים, כל קודון ב- RNA מייצג רק חומצת אמינו אחת. מסיבה זו נאמר כי הקוד הגנטי הוא "מנוון".

פונקציה של tRNA

בעוד mRNA מכיל את "" כיצד לרצף חומצות אמינו לשרשרת, tRNA הוא המתרגם בפועל. תרגום של שפת RNA לשפת חלבון אפשרי, מכיוון שיש צורות רבות של tRNA, שכל אחת מהן מייצגת חומצת אמינו (אבן בניין חלבון) ומסוגלת לקשר עם קודון RNA. כך, למשל, למולקולת ה- tRNA לחומצה האמינית אלנין יש אזור או אתר מחייב לאלנין ואתר קשירה נוסף לשלושת נוקליאוטידים RNA, הקודון, לאלנין.

התרגום מתרחש בריבוזומים

תהליך התרגום של רצפי קודנים של RNA לרצפי חומצות אמינו וכך לחלבונים ספציפיים נקרא למעשה "תרגום". זה מופיע בריבוזומים, העשויים rRNA ומגוון חלבונים. במהלך התרגום, גדיל של mRNA עובר דרך ריבוזום, כמו קלטת קלטת מיושנת העוברת בקורא קלטת. עם מעבר ה- mRNA, מולקולות tRNA הנושאות את חומצת האמינו המתאימה נקשרות לקודון ה- RNA שאליו הן מתאימות, ורצף חומצות האמינו מחובר יחד.