Il Acido ribonucleico ha una struttura simile all'acido desossiribonucleico (DNA). In quanto portatore di informazioni genetiche, tuttavia, svolge solo un ruolo subordinato. Come buffer per le informazioni, serve, tra le altre cose, come traduttore e trasmettitore del codice genetico dal DNA alla proteina.
Cos'è l'acido ribonucleico?
L'acido ribonucleico è abbreviato sia in inglese che in tedesco come RNA designato. La sua struttura è simile a quella del DNA (acido desossiribonucleico). A differenza del DNA, tuttavia, consiste solo di un filamento. Il loro compito è, tra le altre cose, la trasmissione e la traduzione del codice genetico nella biosintesi delle proteine.
Tuttavia, l'RNA si presenta in forme diverse e svolge anche compiti diversi. Le molecole di RNA più corte non hanno alcun codice genetico, ma sono responsabili del trasporto di alcuni amminoacidi. L'acido ribonucleico non è stabile come il DNA perché non ha una funzione di conservazione a lungo termine per il codice genetico. Nel caso dell'mRNA, ad esempio, serve solo come buffer fino a quando la trasmissione e la traduzione non sono state completate.
Anatomia e struttura
L'acido ribonucleico è una catena composta da molti nucleotidi. Il nucleotide è costituito da una connessione tra residuo di fosfato, zucchero e base di azoto. Le basi azotate adenina, guanina, citosina e uracile sono legate ciascuna a un residuo zuccherino (ribosio). Lo zucchero viene a sua volta esterificato in due punti con un residuo di fosfato e con esso forma un ponte.
La base dell'azoto è in posizione opposta allo zucchero. I residui di zucchero e fosfato si alternano e formano una catena. Le basi azotate non sono quindi direttamente collegate tra loro, ma siedono dalla parte dello zucchero. Tre basi azotate consecutive sono chiamate triplette e contengono il codice genetico di uno specifico amminoacido. Diverse terzine in fila codificano una catena polipeptidica o proteica.
A differenza del DNA, lo zucchero contiene un gruppo idrossile nella posizione 2 'invece di un atomo di idrogeno. Inoltre, la timina a base di azoto viene scambiata con l'uracile nell'RNA. A causa di queste piccole deviazioni chimiche, l'RNA, a differenza del DNA, di solito è solo a filamento singolo. Il gruppo idrossile nel ribosio assicura anche che l'acido ribonucleico non sia stabile come il DNA. Il montaggio e lo smontaggio devono essere flessibili perché le informazioni da trasmettere sono in continua evoluzione.
Funzione e compiti
L'acido ribonucleico svolge diversi compiti. Come memoria a lungo termine per il codice genetico, di solito è fuori discussione. Solo in alcuni virus l'RNA funge da vettore per le informazioni genetiche. Negli altri esseri viventi questo compito è assunto dal DNA. L'RNA funziona, tra le altre cose, come trasmettitore e traduttore del codice genetico nella biosintesi delle proteine.
L'mRNA è responsabile di questo. Tradotto, mRNA significa RNA messaggero o RNA messaggero. Copia le informazioni su un gene e le trasporta al ribosoma, dove una proteina viene sintetizzata utilizzando queste informazioni. Tre nucleotidi adiacenti formano un cosiddetto codone, che rappresenta un certo amminoacido. In questo modo si forma gradualmente una catena polipeptidica di amminoacidi. I singoli amminoacidi vengono trasportati al ribosoma per mezzo del tRNA (transfer RNA). Il tRNA funziona quindi come una molecola ausiliaria nella biosintesi delle proteine. Come un'altra molecola di RNA, l'rRNA (RNA ribosomiale) è coinvolto nella struttura dei ribosomi.
Ulteriori esempi sono l'asRNA (RNA antisenso) per la regolazione dell'espressione genica, l'hnRNA (RNA nucleare eterogeneo) come precursore dell'mRNA maturo, i ribowitch per la regolazione genica, i ribozimi per la catalisi delle reazioni biochimiche e molti altri. Le molecole di RNA non devono essere stabili perché sono necessarie trascrizioni diverse in momenti diversi. I nucleotidi o oligomeri scissi vengono costantemente utilizzati per la nuova sintesi dell'RNA. Secondo l'ipotesi del mondo RNA di Walter Gilbert, le molecole di RNA formavano i precursori di tutti gli organismi. Ancora oggi sono gli unici portatori del codice genetico di alcuni virus.
Malattie
In relazione alle malattie, gli acidi ribonucleici svolgono un ruolo nella misura in cui molti virus hanno solo l'RNA come materiale genetico. Oltre ai virus a DNA, esistono anche virus con RNA a singolo o doppio filamento. Al di fuori di un organismo vivente, un virus è completamente inattivo. Non ha un proprio metabolismo. Tuttavia, se un virus entra in contatto con le cellule del corpo, viene attivata l'informazione genetica del suo DNA o RNA. Il virus inizia a moltiplicarsi con l'aiuto degli organelli della cellula ospite.
La cellula ospite viene riprogrammata dal virus per produrre singoli componenti del virus. Il materiale genetico del virus entra nel nucleo cellulare. È lì che è incorporato nel DNA della cellula ospite, con nuovi virus costantemente generati. I virus vengono scaricati dalla cellula. Il processo si ripete fino a quando la cellula muore. Nel caso dei virus a RNA, l'informazione genetica dell'RNA viene trascritta nel DNA utilizzando l'enzima trascrittasi inversa. I retrovirus sono una forma speciale di virus a RNA. Ad esempio, il virus HI è uno dei retrovirus. Anche nei retrovirus, l'enzima trascrittasi inversa assicura che l'informazione genetica dell'RNA a filamento singolo venga trasferita nel DNA della cellula ospite.
Lì vengono generati nuovi virus che lasciano la cellula senza essere distrutti. Si formano costantemente nuovi virus che attaccano costantemente altre cellule. I retrovirus sono molto suscettibili alla mutazione e sono quindi difficili da combattere. Come terapia viene utilizzata una combinazione di diversi componenti come gli inibitori della trascrittasi inversa e gli inibitori della proteasi.
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