RNA

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

RNA עם בסיסיו החנקניים משמאל, ו-DNA מימין.

צילום של RNA שהופק מתאי DA3 (סרטן בלוטת החלב של עכברים). ה־RNA הורץ באלקטרופורזה והופרד לפי גודל. ניתן לראות שתי תת היחידות של rRNA, ובאופן מעומעם את מולקולות ה־tRNA. בגלל השונות הרבה בגודל מולקולות ה־mRNA מולקולות אלו אינן יוצרות פס

RNA (ראשי תיבות באנגלית של Ribonucleic acid, חומצה ריבונוקלאית; לעתים בתעתוק לעברית: רנ"א) היא מולקולה, המורכבת מיחידות חוזרות של בסיסים חנקניים המחוברים בעזרת שלד של ריבוז וזרחן. שלושה בסיסים זהים לבסיסי ה־DNA, והם אדנין (A), ציטוזין (C), וגואנין (G). בסיס אחד שונה - אורציל (U) ב־RNA, במקום תימין (T) ב־DNA. כמו בדנ"א, גם ברנ"א, כל יחידה חוזרת עם השלד שלה נקראת נוקלאוטיד. בניגוד ל־DNA, ה־RNA מורכב מסליל אחד בלבד. המבנה הזה מאפשר לו להשתתף בתרגום המידע הגלום בו לחומצות אמינו המרכיבות חלבונים ולבצע פעולות נוספות.

[עריכה] תפקיד הרנ"א

מגוון מולקולות רנ"א בתא משמשות בתהליך ביטוי המידע הגנטי הנמצא ברצץ הדנ"א. המידע על הדנ"א משמש ליצירת רצף רנ"א משלים, הנקרא תעתיק, והמכיל את המידע המקודד בדנ"א. יצירת הרצף המשלים נעשית על ידי האנזים רנ"א-פולימרז שיוצר שרשרת של רנ"א על בסיס גדיל דנ"א. תהליך זה הוא תהליך השעתוק. בהמשך מולקולת הרנ"א שנוצרה מתורגמת לחלבון, שנוצר ע"פ רצף הנוקלאוטידים. החלבון הוא לרוב התוצר הסופי שלו מקודד הדנ"א. כמו כן, קיימות בתא מולקולות רנ"א שאינן מקודדות לחלבון. מולקולות אלה מקודדות אף הן על ידי הדנ"א ולהן תפקידים שונים, למשל, תפקיד אנזימטי בתהליך התרגום וסינתזת החלבונים. על פי השערת עולם הרנ"א, מהווה ה־RNA את החומר הגנטי הקדום ביותר. עם התקדמות האבולוציה התפתחה מולקולת ה־DNA, ואילו ה־רנ"א הפך כביכול לחומר הגנטי המשני. עד לפני שנים מעטות סברו החוקרים כי מולקולת ה־רנ"א משמשת כ־"מולקולת עזר" למיצוי פוטנציאל החומר הגנטי הגלום ב־DNA. עם זאת, בשנים האחרונות עולה כי למולקולה זו תפקידים נוספים ומהותיים, כגון השתתפות בבקרת שעתוק גנים.

בוירוסים שונים משמש הרנ"א כחומר תורשתי והם אינם מכילים דנ"א.

[עריכה] סוגי RNA עיקריים

הרנ"א בתא מחולק לכמה סוגים, לפי פעילותו או תפקידו.

• mRNA (קיצור של Messenger RNA) - מולקולת רנ"א המכילה את המידע שהיה קיים בגן מסוים בדנ"א והדרוש ליצירת חלבון מסוים. על פי הדוגמה הביולוגית המרכזית, רצף ספציפי בדנ"א מקודד לחלבון ספציפי, או מספר חלבונים. ה-mRNA הוא השליח הנושא את המידע שבדנ"א לצורך תרגומו לחלבון.
• rRNA (קיצור של Ribosomal RNA) - מולקולה המהווה את אבני הבניין של הריבוזומים. RNA ריבוזומלי מהווה כ־80% מכלל ה־RNA ברוב התאים. ה-rRNA מורכב מרנ"א וחלבון כאחד, אך מחקרים הוכיחו כי דווקא הרנ"א מבצע את הפעילות האנזימטית של הריבוזומים - סינתזת חלבונים.
• tRNA (קיצור של Transfer RNA) - מולקולת עזר בסינתזת החלבונים. תפקיד ה-tRNA הוא להתאים את חומצות האמינו, שהן אבני הבניין של החלבונים, על פי הקוד הגנטי.
• סוג נוסף, אך פחות מוכר, הוא smallRNA, שהם מולקות רנ"א קטנות בעלות תפקידים שונים בתא. לא ידוע עליהן הרבה, אך לאחרונה ההכרה בחשיבותן הולכת ומתגברת, וכך גם המחקר עליהן.

[עריכה] מבנה הרנ"א

כמו שהוסבר הרנ"א בנוי מיחידות חוזרות של נוקלאוטידים, והוא חד-גדילי. עם זאת, גם לרנ"א יש את היכולת לבצע זיווג בסיסים, כמו לדנ"א, מה שחשוב בשביל ליצור מבנים שניוניים בגדיל. כאשר על אותה מולקות רנ"א, משמע על אותו גדיל, יש בסיסים שיכולים להתקשר זה עם זה וליצור מבנים שונים, כמו לולאות על הסליל. למבנים שניוניים אלה תפקידים חשובים, בין השאר בבקרת השעתוק והתרגום. חשיבות נוספת של האפשרות לזיווג בסיסים היא האפשרות ליצור גדיל רנ"א על סמך גדיל דנ"א, ועל ידי כך בעצם להוציא מהכוח אל הפועל את המידע הגנטי.

[עריכה] חוסר היציבות הכימית של RNA

שלד הרנ"א עובר פירוק כתוצאה מהתקפה נוקלאופילית אינטרא מולקולרית בין קבוצת הכהל בעמדה 2' לזרחן

רנ"א היא מולקולה לא יציבה בעלת זמן מחצית חיים קצר יחצית. הסיבה לכך נעוצה במבנה של שלד הRNA. בעוד שבDNA בעמדה 2' שעל הריבוז יש מימן בלבד, בRNA נמצאת קבוצות כהל המגיבה בקלות עם הזרחן שבשלד הרנ"א (ראה תרשים). קבוצת הכהל תוקפת את הזרחן בתגובה מסוג התמרה נוקלאופילית אינטרא-מולקולרית (תוך מולקולרית)אשר גורמת לפירוק הקשר הפוספו דיאסטרי המחבר את שרשרת הRNA. חוסר היציבות הזה גורם למחקר על הרנ"א להיות קשה יותר, כי אי אפשר לאגור אותו בקלות במעבדות לצורך מחקרים.

[עריכה] ראו גם

• RNA interference
• עריכת RNA
• חלבון
• PNA
• DNA