Acid ribonucleic

ARN este un acronim pentru acidul ribonucleic, un acid nucleic. În prezent, se cunosc multe tipuri diferite.

ARN-ul este diferit din punct de vedere fizic de ADN: ADN-ul conține două șiruri înfășurate între ele, dar ARN-ul conține doar un singur șir. ARN-ul conține, de asemenea, baze diferite de cele ale ADN-ului. Aceste baze sunt următoarele:

(A) Adenină

(G) Guanină

(U) Uracil

Adenina formează legături cu uracilul, iar guanina formează legături cu citozina. În acest fel, spunem că adenina este complementară uracilului și că guanina este complementară citosinei. Primele trei baze se găsesc, de asemenea, în ADN, dar uracilul înlocuiește timina ca complement al adeninei.

ARN-ul conține, de asemenea, riboză, spre deosebire de dezoxiriboza din ADN. Aceste diferențe fac ca ARN-ul să fie mai reactiv din punct de vedere chimic decât ADN-ul. Acest lucru îl face să fie o moleculă mai potrivită pentru a participa la reacțiile celulare.

ARN-ul este purtătorul informației genetice în cazul anumitor virusuri, în special al retrovirusurilor, cum ar fi virusul HIV. Aceasta este singura excepție de la regula generală conform căreia ADN-ul este substanța ereditară.

Sinteza proteinelor ARN-uri

ARN mesager

Principala funcție a ARN-ului este de a transporta informația privind secvența de aminoacizi de la gene până la locul unde proteinele sunt asamblate pe ribozomi în citoplasmă.

Acest lucru este realizat prin ARN mesager (ARNm). Un singur șir de ADN reprezintă planul pentru ARNm care este transcris din acel șir de ADN. Secvența de perechi de baze este transcrisă din ADN de către o enzimă numită ARN polimerază. Apoi, ARNm se deplasează din nucleu către ribozomii din citoplasmă pentru a forma proteine. ARNm traduce secvența de perechi de baze într-o secvență de aminoacizi pentru a forma proteine. Acest proces se numește traducere.

ADN-ul nu părăsește nucleul din diferite motive. ADN-ul este o moleculă foarte lungă și este legat de proteine, numite histone, în cromozomi. ARNm, pe de altă parte, este capabil să se deplaseze și să reacționeze cu diverse enzime celulare. Odată transcris, ARNm părăsește nucleul și se deplasează către ribozomi.

Două tipuri de ARN-uri necodificatoare ajută la procesul de construire a proteinelor în celulă. Acestea sunt ARN de transfer (ARNt) și ARN ribozomal (ARNr).

ARNt

ARN-ul de transfer (ARNt) este o moleculă scurtă de aproximativ 80 de nucleotide care transportă un aminoacid specific către lanțul polipeptidic la un ribozom. Există un ARNt diferit pentru fiecare aminoacid. Fiecare are un loc de atașare a aminoacidului și un anti-codon pentru a se potrivi cu codonul de pe ARNm. De exemplu, codonii UUU sau UUC codifică pentru aminoacidul fenilalanină.

ARNr

ARN ribozomal (ARNr) este componenta catalitică a ribozomilor. Ribozomii eucarioți conțin patru molecule diferite de ARNr: ARNr 18S, 5,8S, 28S și 5S. Trei dintre moleculele de ARNr sunt sintetizate în nucleolus, iar una este sintetizată în altă parte. În citoplasmă, ARN-ul ribozomal și proteinele se combină pentru a forma o nucleoproteină numită ribozom. Ribozomul se leagă de ARNm și realizează sinteza proteinelor. Mai mulți ribozomi pot fi atașați la un singur ARNm în orice moment. ARNr este extrem de abundent și reprezintă 80% din cei 10 mg/ml de ARN care se găsesc într-o citoplasmă eucariotă tipică.

snRNAs

ARN-urile nucleare mici (snRNA) se unesc cu proteinele pentru a forma spliceosomi. Spliceosomii guvernează splicarea alternativă. Genele codifică proteinele în fragmente numite exoni. Acești biți pot fi uniți în moduri diferite pentru a crea ARNm diferite. Astfel, dintr-o singură genă se pot obține mai multe proteine. Acesta este procesul de splicing alternativ. Orice versiune nedorită a proteinei este mărunțită de proteaze, iar fragmentele chimice sunt reutilizate.

Structura unui ARNm eucariot matur. Un ARNm complet procesat include un capac 5', o UTR 5', o regiune codantă, o UTR 3' și o coadă poli(A). UTR = regiune netranslatată

ARN-uri de reglementare

Există o serie de ARN-uri care reglează genele, adică reglează rata la care genele sunt transcrise sau traduse.

miARN

Micro ARN-urile (miARN) acționează prin aderarea la o enzimă și blocarea ARNm sau accelerarea descompunerii acestuia. Acest lucru se numește interferență ARN.

siRNA

ARN de interferență de mici dimensiuni (uneori numite ARN de reducere la tăcere) interferează cu expresia unei gene specifice. Acestea sunt molecule bicatenare destul de mici (20/25 nucleotide). Descoperirea lor a provocat o creștere bruscă în cercetarea biomedicală și în dezvoltarea de medicamente.

ARN-uri parazitare și alte ARN-uri

Retrotranspozoni

Transpozonii sunt doar unul dintre cele câteva tipuri de elemente genetice mobile. Retrotranspozonii se copiază în două etape: mai întâi din ADN în ARN prin transcriere, apoi din ARN înapoi în ADN prin transcriere inversă. Copia de ADN este apoi inserată în genom într-o nouă poziție. Retrotranspozonii se comportă foarte asemănător cu retrovirusurile, cum ar fi HIV.

Genomurile virale

Genomurile virale, care sunt de obicei ARN, preiau controlul mașinăriei celulare și produc atât noul ARN viral, cât și învelișul proteic al virusului.

Genomii de fagi

Genomurile fagilor sunt foarte variate. Materialul genetic poate fi ssARN (ARN monocatenar), dsARN (ARN bicatenar), ssADN (ADN monocatenar) sau dsADN (ADN bicatenar). Acesta poate avea o lungime cuprinsă între 5 și 500 de kilo perechi de baze, cu o dispunere circulară sau liniară. Bacteriofagii au, de obicei, dimensiuni cuprinse între 20 și 200 de nanometri.

Genomurile fagilor pot codifica doar patru gene sau chiar sute de gene.

Utilizează

Unii oameni de știință și medici au folosit ARN-ul mesager în vaccinuri pentru a trata cancerul și pentru a preveni îmbolnăvirea oamenilor.

Întrebări și răspunsuri

Î: Ce înseamnă ARN?

R: ARN înseamnă acid ribonucleic.

Î: Prin ce se deosebește ARN-ul de ADN din punct de vedere fizic?

R: ARN conține doar un singur fir, în timp ce ADN-ul conține două fire înfășurate între ele.

Î: Care sunt diferitele baze care se găsesc în ARN?

R: Diferitele baze care se găsesc în ARN sunt Adenina, Guanina, Citosina și Uracilul.

Î: Care este modelul de legătură dintre bazele ARN-ului?

R: Adenina formează legături cu Uracilul, iar Guanina formează legături cu Citosina.

Î: Prin ce se deosebește chimic ARN-ul de ADN?

R: ARN conține riboză în loc de deoxiriboză, ceea ce îl face mai reactiv din punct de vedere chimic decât ADN-ul.

Î: Care este rolul ARN-ului în reacțiile celulare?

R: ARN este mai potrivit pentru a participa la reacțiile celulare datorită reactivității sale chimice.

Î: Ce virusuri folosesc ARN-ul ca purtător al informației genetice?

R: Anumiți viruși, în special retrovirusurile, cum ar fi virusul HIV, folosesc ARN-ul ca purtător al informației genetice.