RNA: Struktur dan Fungsi RNA – Dijelaskan!

Baca artikel ini untuk mempelajari tentang Struktur dan Fungsi RNA, dasar molekul pewarisan!

RNA atau asam ribonukleat adalah poliribonukleotida rantai tunggal yang berfungsi sebagai pembawa informasi genetik atau herediter yang dikodekan ­dari DNA ke sitoplasma untuk berperan dalam sintesis protein dan enzim. Di tempat-tempat RNA mungkin tampak beruntai ganda sebagian karena lipatan atau gulungan untai tunggal (Gambar 6.20). Ini berisi 70-12000 ribo-nukleotida yang bergabung dari ujung ke ujung.

Gambar Courtesy: kurzweilai.net/images/RNA_square.jpg

Sumbu atau tulang belakang terbentuk dari residu alternatif gula fosfat dan ribosa. Fosfat bergabung dengan karbon 5′ dari gulanya dan karbon 3′ dari gula berikutnya yang mirip dengan susunan yang ditemukan pada untai DNA. Basa ­gen nitrogen melekat pada gula pada karbon 1′ yang terakhir. Ada empat jenis basa nitrogen—adenin (A), guanin (G, keduanya purin), sitosin (C) dan urasil (U, keduanya pirimidin).

Basa nitrogen dapat disusun dalam urutan apa pun tetapi hal yang sama saling melengkapi ­dengan urutannya pada templat DNA. Misalnya, urutan ATACTG dari cetakan DNA akan muncul sebagai UAUGAC di atas RNA. Ada enam jenis RNA — ribosom, transfer, messenger, genomik (genetik), nuklir kecil, dan sitoplasma kecil.

Dari tiga yang pertama (rRNA, mRNA dan tRNA) adalah kelas utama RNA yang terlibat dalam ekspresi gen. RNA bersifat genomik (genetik) pada beberapa virus seperti TMV, virus influenza HIV, dll. RNA terdampar ganda dalam reovirus, virus tumor luka, virus Kerdil Padi, dan Mycophages.

1. RNA ribosom (rRNA):

Ini adalah RNA paling banyak (70-80% dari total) yang memiliki 3-4 jenis. Beberapa jenisnya (23S, 28S) adalah yang terpanjang dari semua RNA. Seperti namanya, rRNA adalah konstituen ribosom. Di sini terletak melingkar di antara dan di atas molekul protein.

Bergantung pada koefisien sedimentasinya, rRNA eukariota terdiri dari empat jenis – 28S, 18S, 5.8S, dan 5S. Ribosom prokariotik memiliki tiga jenis rRNA – 23S, 16S dan 5S. 28S, 5.8S dan 5S (23S dan 5S pada prokariota) terjadi pada subunit ribosom yang lebih besar sedangkan 18S (16 S pada prokariota) ditemukan pada subunit ribosom yang lebih kecil. rRNA ditranskripsi dalam bentuk rantai 45S yang lebih panjang pada eukariota dan 30S pada prokariota.

Pada transkrip eukariotik susunan arah 5′ —>3′ adalah 18S —5.8S —28S. Beberapa metilasi terjadi sebelum penghilangan spacer RNA. Penghapusan spacer RNA memecah transkrip menjadi 2-3 bagian. 5S sering ditranskripsikan secara terpisah.

Kelas RNA pada Escherichia coli:

Fungsi:

(i) rRNA mengikat molekul protein dan memunculkan ribosom, (ii) 3′ ujung 18S rRNA (16S pada prokariota) memiliki nukleotida yang melengkapi nukleotida di daerah tutup mRNA. (iii) 5S rRNA dan kompleks protein di sekitarnya menyediakan tempat pengikatan untuk tRNA. (iv) rRNA dikaitkan dengan protein spesifik untuk membentuk subunit ribosom. Subunit 50S ribosom prokariotik mengandung 23S rRNA, 5S rRNA dan sekitar 32 molekul protein.

Subunit 30S ribosom prokariotik memiliki 16S rRNA dan sekitar 21 molekul protein ­. Subunit 60S ribosom eukariotik mengandung 28S rRNA, 5S rRNA, 5,8S rRNA dan sekitar 50 molekul proÂtein. Subunit 40S ribosom eukariotik terdiri dari 18S rRNA dan sekitar 33 molekul protein (Gambar 6.21).

2. Mentransfer RNA (tRNA):

Disebut juga soluble atau sRNA yang bentuknya sudah diketahui sebelum ditemukannya ­kode genetik. Ada lebih dari 100 jenis tRNA. Transfer RNA merupakan sekitar 15% dari total RNA. tRNA merupakan RNA terkecil dengan 73-93 nukleotida dan koefisien sedimentasi 4S. Basa nitrogen dari beberapa nukleotidanya dimodifikasi, misalnya, pseudouridine (y), dihydrouridine (DHU), inosine (I) ribo-thymidine (rT).

Hal ini menyebabkan penggulungan tRNA beruntai tunggal menjadi bentuk berbentuk L (tiga dimensi, Klug, 1974) atau bentuk seperti klover ­(dua dimensi, Holley, 1965). Sekitar setengah dari nukleotida berpasangan basa untuk menghasilkan batang berpasangan. Lima wilayah adalah unpaired or single stranded — AA-binding site, T Ψ С loop, DHU loop, extra arm dan anticodon loop.

(i) Lingkaran Antikodon. Ini memiliki 7 basis dari mana tiga basis membentuk antikodon (nodoc) untuk mengenali dan menempel pada kodon mRNA. (ii) Situs Pengikatan AA. Ini adalah situs pengikatan asam amino. Situs ini terletak di ujung У berlawanan dengan antikodon dan memiliki gugus CCA-OH. Ujung 5′ mengandung asam G. Amino atau situs pengikatan AA dan antikodon adalah dua situs pengenalan tRNA. (iii) T Ψ С Loop. Ini memiliki 7-basa_di antaranya (pseudouridine) dan rT (ribothymidine) adalah basa yang tidak biasa. Loop adalah situs untuk melekat pada ribosom, (iv) DHU Loop. Loop berisi 8-12 basis. Ini adalah loop terbesar dan memiliki dihydrouridine. Merupakan tempat pengikatan enzim aminoasil sintetase, (v) Lengan Ekstra. Ini adalah lengan samping atau loop variabel yang terletak di antara loop T Ψ С dan antikodon. Itu tidak ada di semua tRNA. Peran pasti dari lengan ekstra tidak diketahui.

Fungsi, (i) Seperti yang pertama kali dipostulasikan oleh Crick, tRNA adalah molekul adaptor yang dimaksudkan untuk mentransfer asam amino ke ribosom untuk sintesis polipeptida. Ada tRNA yang berbeda untuk asam amino yang berbeda. Beberapa asam amino dapat diambil oleh 2-6 tRNA. tRNA menempatkan asam amino spesifik pada titik tertentu selama sintesis polipeptida sesuai kodon mRNA.

Kodon dikenali oleh antikodon tRNA. Asam amino spesifik dikenali
oleh enzim pengaktif atau aminoasil sintetase tertentu, (ii) Mereka memegang rantai peptidil di atas mRNA. (iii) tRNA inisiator memiliki fungsi ganda yaitu inisiasi sintesis protein serta membawa asam amino pertama. Namun, tidak ada tRNA untuk sinyal berhenti.

3. Messenger RNA (mRNA):

Ini adalah RNA panjang yang merupakan 2-5% dari total konten RNA sel. Ini membawa instruksi dari DNA untuk pembentukan jenis polipeptida tertentu. mRNA, oleh karena itu, juga disebut RNA informasional atau genetik. Instruksi hadir dalam urutan dasar nukleotidanya. Ini disebut kode genetik.

Tiga basa nitrogen yang berdekatan menentukan asam amino tertentu. Pembentukan polipeptida terjadi di atas ribosom. mRNA menempel pada ribosom. tRNA diinduksi untuk membawa asam amino dalam urutan tertentu sesuai dengan urutan kodon yang ada pada mRNA. mRNA memiliki wilayah termetilasi pada terminal 5′. Ini berfungsi sebagai penutup untuk menempel dengan ribosom. Cap diikuti oleh kodon inisiasi (AUG) baik segera atau setelah wilayah pemimpin noncoding kecil.

Kemudian ada coding region yang diikuti dengan terminasi codon (UAA, UAG, atau UGA). Setelah kodon terminasi ada wilayah trailer nonkode kecil dan area poli A atau ekor di terminal 3′. Region pemimpin dan trailer disebut UTR (Wilayah yang tidak diterjemahkan). Sebuah mRNA dapat menentukan hanya satu polipeptida atau beberapa di antaranya.

Yang pertama disebut monokistronik sedangkan yang kedua dikenal sebagai polikistronik. MRNA polikistronik lebih umum pada prokariota. MRNA eukariotik biasanya monokistronik. Waktu hidup mRNA juga bervariasi.

Dalam beberapa bentuk yang lebih rendah dari beberapa menit hingga beberapa jam. Di sisi lain mRNA bentuk yang lebih tinggi tampaknya memiliki umur yang panjang. Beberapa hari dalam kasus sel darah merah muda yang terus membentuk hemoglobin bahkan ketika nukleus telah merosot.

Fungsi:

(i) mRNA membawa informasi kode untuk diterjemahkan ke dalam pembentukan polipeptida ­.

(ii) Melalui transkripsi terbalik dapat membentuk gen kompak yang digunakan dalam rekayasa genetika. Fenomena tersebut juga terjadi di alam dan telah menambahkan gen-gen tertentu dalam genomnya,

(iii) Ia memiliki daerah penutup untuk menempel pada ribosom,

(iv) Cap melindungi mRNA dari degradasi oleh enzim,

(v) mRNA memiliki daerah ekor untuk perlindungan dari enzim seluler dan pelepasan dari ribosom.

4. RNA Genomik (RNA Genetik):

Itu ditemukan di beberapa virus yang disebut ribovirus. RNA genomik ­mungkin beruntai tunggal (misalnya, Tobacco Mosaic Virus atau TMV) atau beruntai ganda (misalnya, Reovirus). Ini terfragmentasi dalam virus influenza. RNA genom bertindak sebagai bahan herediter. Ini dapat mereplikasi secara langsung, atau membentuk DNA dalam sel inang untuk menghasilkan RNA dari jenisnya sendiri.

5. RNA katalitik:

Cech et al (1981) menemukan aktivitas katalitik (pembelahan dan pembentukan ikatan kovalen) pada prekursor RNA protozoa bersilia yang disebut Tetrahymena thermophila. Itu disebut ribozim. Pada tahun 1983, Altman et al menemukan bahwa ribonuklease – P yang berperan dalam pemrosesan tRNA dari prekursornya adalah biokatalis yang terbuat dari RNA dan protein. Noller et al (1992) menemukan peptidil transferase sebagai enzim RNA.

6. RNA Nuklir Kecil (snRNA):

Ini adalah RNA berukuran kecil yang ada di nukleus. Setiap RNA digabungkan dengan 7-8 molekul protein untuk membentuk ribonucleoprotein nuklir kecil atau snRNP. SnRNA mengambil bagian dalam penyambungan (U1 dan U2), pemrosesan rRNA (U3) dan pemrosesan mRNA (U7).

7. RNA Sitoplasma Kecil (scRNA):

Ini adalah RNA berukuran kecil yang terjadi bebas di sitoplasma. Salah satu RNA sitoplasma kecil tersebut adalah 7S dan bergabung dengan 6 molekul protein untuk menghasilkan partikel pengenalan sinyal atau SRP. Yang terakhir membantu dalam mengambil dan mengikat ribosom ke retikulum endoplasma untuk memproduksi protein sekretori.