Skip to main content
Global

7.7: גילוי RNA: מבנה וכמה פונקציות

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    208360

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    DNA אינו חומצת הגרעין היחידה שנמצאת בתאים. סוג שני של חומצת גרעין ידוע בשם חומצה ריבונוקלאית (RNA.) RNA שונה מ- DNA בכך ש- RNA מכיל

    1. ריבוז הסוכר (עם קבוצת הידרוקסיל על 2' C) ולא דאוקסיריבוז;
    2. הוא מכיל את אורציל הפירימידין במקום התימין הפירימידין המצוי ב- DNA; ו
    3. RNA הוא בדרך כלל יחיד ולא כפול גדילי.

    עם זאת, מולקולות RNA יכולות להתחבר למולקולת ssDNA לרצף הנוקלאוטידים המשלים. במקום זיווג A-T ב- DNA אנו מוצאים זיווג A עם U במקום זאת. שינוי זה אינו עושה הבדל משמעותי כאשר גדיל ה- RNA מקיים אינטראקציה עם DNA, מכיוון שמספר האינטראקציות של קשרי מימן זהים. כאשר RNA מבודד מהתאים, נמצא כי אוכלוסייה אחת מתחברת מחדש עם רצפים ייחודיים בתוך ה- DNA. כפי שנראה בהמשך, סוג זה של RNA, כולל מולקולות, המכונות שליח או mRNA, הנושאות מידע מ- DNA למנגנון המולקולרי המתווך את סינתזת החלבונים. בנוסף ל- mRNA ישנם סוגים אחרים של RNA בתאים. אלה כוללים RNA מבניים, קטליטיים ורגולטוריים. כפי שאולי כבר חשדת, אותם שיקולים הידרופובים/הידרופיליים/H שהיו רלוונטיים למבנה ה-DNA חלים על RNA, אך מכיוון ש-RNA הוא בדרך כלל חד גדילי, המבנים המצויים ב-RNA שונים במקצת. מולקולת RNA חד-גדילית יכולה להתקפל על עצמה כדי ליצור אזורים כפולים. בדיוק כמו ב-DNA, הגדילים המקופלים האלה אנטי-מקבילים זה לזה. התוצאה היא "גבעולים" דו-גדילים המסתיימים ב"לולאות "חד-גדיליות. אזורים בתוך גזע שאינם זוג בסיסים יתנפחו החוצה. התוצאה הסופית היא שמולקולות RNA יכולות לאמץ מבנים תלת מימדיים מורכבים בתמיסה. RNA כאלה יוצרים לעתים קרובות קומפלקסים עם מולקולות אחרות, במיוחד חלבונים, לביצוע פונקציות ספציפיות. לדוגמה, הריבוזום, המכונה המקרומולקולרית המתווכת את הסינתזה של פוליפפטידים, הוא קומפלקס של RNAs מבניים וקטליטיים (המכונה ריבוזומלי או rRNA) וחלבונים. RNAs העברה (tRNAs) הם מרכיב בלתי נפרד ממערכת סינתזת החלבון. RNAs, בשילוב עם חלבונים, ממלאים גם מספר פונקציות רגולטוריות, כולל זיהוי וויסות הסינתזה והתנהגויות עוקבות של mRNA, נבדקים הנחשבים בדרך כלל בפירוט רב יותר בקורסים בביולוגיה מולקולרית.

    היכולת של RNA הן לקודד מידע ברצף הבסיס שלו והן לתווך קטליזה באמצעות המבנה התלת מימדי שלו הובילה להשערת "עולם ה- RNA". הוא מציע שבתחילת התפתחות החיים פרוטו-אורגניזמים שונים הסתמכו על RNA, או סביר יותר שמולקולות פשוטות יותר דמויות RNA, ולא DNA וחלבונים, כדי לאחסן מידע גנטי ולזרז לפחות תת-קבוצה של תגובות. חלק מהנגיפים המודרניים משתמשים ב-RNA חד-גדילי או כפול כחומר הגנטי שלהם. על פי השערת עולם ה-RNA, רק מאוחר יותר בהיסטוריה של החיים פיתחו אורגניזמים את המערכות המיוחדות יותר המבוססות על DNA לאחסון מידע גנטי וחלבונים לקטליזה ותפקודים מבניים אחרים. למרות שרעיון זה משכנע, אין סיבה להאמין שגם פוליפפטידים פשוטים ומולקולות אחרות לא היו נוכחים ומילאו תפקיד קריטי בשלבים המוקדמים של מקורות החיים. יחד עם זאת, ישנן סוגיות רבות שלא נפתרו הקשורות לתפיסת עולם RNA פשטנית, והחשובה ביותר היא המורכבות של ה- RNA עצמו, הסינתזה האביוגנית שלו (כלומר ללא חיים) והישרדותם של טריפוספטים נוקלאוטידים בתמיסה. עם זאת, ברור ש-RNA קטליטי ורגולטורי ממלאים תפקיד מפתח בתאים מודרניים ולאורך האבולוציה שלהם. הפעילות הקטליטית של הריבוזום הנמצא בכל מקום, המעורב בסינתזת חלבונים בכל האורגניזמים הידועים, מבוססת על ריבוזים, זרז מבוסס RNA.

    תורמים וייחוסים