תוֹכֶן
כל תא חי מכיל DNA העשוי מארבעה אבני בניין הנקראות נוקלאוטידים. רצף הנוקלאוטידים מגדיר גנים המקודדים לחלבונים ול- RNA שתאים צריכים לגדול ולהתרבות בעצמם.כל גדיל של DNA נשמר כעותק בודד לכל תא, ואילו הגנים שנמצאים על כרומוזום מועברים לרוב לעותקים רבים של RNA.
שלושה סוגים עיקריים של RNA
תאים זקוקים לשלושה סוגים עיקריים של RNA כדי לבצע את תפקידיהם הביולוגיים: mRNA, tRNA ו- rRNA. הסוג שמשמש תבנית לייצור חלבון הוא mRNA, בעוד tRNA ו- rRNA מסייעים בסינתזת חלבון. המכונות הסלולריות המסנתזות חלבונים נקראות ריבוזומים, ומדובר במתחמים גדולים המורכבים מכמה מולקולות rRNA שונות ומעל 50 חלבונים. כאשר מולקולת mRNA משתלבת עם ריבוזום, tRNA תואם את תבנית ה- mRNA עם חומצות האמינו המרכיבות חלבון. תפקידו של rRNA הוא לעזור בתגובה הכימית של יצירת קשרים בין חומצות אמינו.
תאים מכילים ריבוזומים רבים
תא בעלי חיים טיפוסי מכיל 8 עד 10 מיליארד מולקולות חלבון בממוצע. יש לסנתז כל חלבון על גבי ריבוזום, כך שברור, יש צורך במספר רב של ריבוזומים. תא המתחלק במהירות עשוי להכיל עד 10 מיליון ריבוזומים.
ריבוזומים מכילים rRNA
לריבוזומים יש שני חלקים, המכונים יחידות משנה, המפגישים סביב מולקולת mRNA כדי לסנתז חלבון. יותר מ 50 חלבונים בריבוזום מעניקים לריבוזום את צורתו ומבנהו. חלבונים אלה מאורגנים סביב ארבע מולקולות rRNA גדולות, המעניקות גם את מבנה הריבוזום ועוזרות לזרז את התגובה הכימית של הצטרפות לשתי חומצות אמינו. ריבוזומים בנויים בגרעין התא, ושם נמצא DNA. בתוך הגרעין, ה- RRNA מועתק מ- DNA ומעובד לשברים המשולבים יחד עם חלבון ליצירת ריבוזומים. הריבוזומים שהושלמו כמעט מיוצאים מהגרעין לציטופלסמה של התא בה מסתיימת ההרכבה שלהם ואז הם יכולים להתחיל לתרגם mRNA לחלבון.
תעתיק של rRNA
דרוש כל כך הרבה rRNA בכדי להפוך את עד 10 מיליון הריבוזומים הנדרשים על ידי תא, עד שגני ה- rRNA חוזרים במקביל בצורה ראשונית לזנב ב- DNA. קיימים בסך הכל כמאה עותקים של הגנים ה- rRNA העיקריים ב- DNA של תא בעלי חיים טיפוסי. גנים חוזרים ונשנים אלה נדרשים כדי לענות על הביקוש הרב לריבוזומים. אבל אפילו עם 100 עותקים של גנים אלה, התאים עדיין צריכים לתמלל עותקים רבים של rRNA על מנת לייצר את מספר הריבוזומים הנדרשים. זו הסיבה שיש עותקים רבים של rRNA לכל עותק אחד של גן rRNA לכל תא.