Sinteza acidului ribonucleic este o condiție necesară pentru sinteza proteinelor. Acizii ribonucleici transferă informațiile genetice de la ADN la proteine. La unii virusuri, acizii ribonucleici reprezintă chiar întregul genom.
Ce este sinteza acidului ribonucleic?
Sinteza acidului ribonucleic are loc întotdeauna pe ADN. Acolo, ribonucleotidele complementare sunt asamblate într-o catena ARN folosind un proces controlat enzimatic. Acidul ribonucleic (ARN) are o structură similară cu acidul dezoxiribonucleic (ADN). Este format din nucleobaze, un reziduu de zahăr și fosfați. Când sunt reunite, cele trei blocuri de construcție formează un nucleotid. Zaharul constă dintr-o riboză. Este o pentoză cu cinci atomi de carbon. Diferența față de ADN-ul este că zahărul în poziția 2 în inelul pentoase conține o grupare hidroxil în loc de un atom de hidrogen.
Riboza este esterificată cu acid fosforic în două locuri. Se creează astfel un lanț cu unități alternative de riboză și fosfat. O nucleobază este legată glicozidic de partea ribozei. Patru nucleobaze diferite sunt disponibile pentru a construi ARN. Acestea sunt bazele pirimidine citosina și uracilul și bazele purine adenină și guanină.
Timina de bază azotată se găsește în ADN în loc de uracil. Trei nucleotide la rând formează fiecare o triplă care codifică un aminoacid. Codul este determinat de ordinea bazelor nucleice (baze de azot). Spre deosebire de ADN, ARN este monocatenar. Acest lucru este cauzat de grupa hidroxil în poziția 2 a ribozei.
Funcție și sarcină
În sinteza acidului ribonucleic, sunt sintetizate diferite tipuri de ARN. Spre deosebire de ADN, ARN nu este utilizat pentru stocarea pe termen lung a informațiilor genetice, ci pentru transmiterea acesteia.
ARN-ul mesager (mRNA) este responsabil pentru acest lucru. Copiază informațiile genetice din ADN și o transmite ribozomului, unde are loc sinteza proteinelor. Informațiile sunt stocate temporar doar în ARN. După ce sinteza proteinelor s-a încheiat, aceasta este din nou defalcată.
ARNt și ARNr nu poartă nicio informație genetică, ci ajută mai degrabă la construirea proteinelor pe ribozom. Alți acizi ribonucleici sunt responsabili de exprimarea genelor. Prin urmare, ei sunt responsabili pentru care informațiile genetice ar trebui citite deloc. Ele contribuie astfel și la diferențierea celulelor. În cele din urmă, există ARN care ia chiar și funcții catalitice.
Unele virusuri conțin numai ARN în loc de ADN. Aceasta înseamnă că codul lor genetic este stocat în ARN. Cu toate acestea, ARN poate fi sintetizat doar folosind ADN. Prin urmare, virușii sunt capabili să trăiască și să se înmulțească în interiorul unei celule gazdă.
În sinteza acidului ribonucleic, enzima ARN polimerază catalizează formarea ARN pe ADN, ceea ce duce la transferul exact al codului genetic. Transcrierea este inițiată prin legarea ARN polimerazei la un promotor. Aceasta este o secvență specifică de nucleotide pe ADN. Într-o scurtă întindere de ADN, dubla helixă este ruptă prin ruperea legăturii de hidrogen. În procedeu, ribonucleotidele complementare sunt atașate la bazele corespunzătoare pe catena codogenică a ADN-ului.
Grupurile de riboză și fosfați se combină pentru a forma o legătură ester, creând firul de ARN. ADN-ul este deschis doar la o secțiune scurtă. Secțiunea șirului ARN care a fost deja sintetizat iese din această deschidere. Sinteza acidului ribonucleic se încheie într-o zonă a ADN-ului numită terminator. Există un cod de oprire acolo. Când se ajunge la codul de oprire, ARN polimeraza se detașează de ADN-ul și ARN-ul format este eliberat.
Boli și afecțiuni
Sinteza acidului ribonucleic este un proces fundamental, astfel încât o perturbare are consecințe devastatoare pentru organism. Pentru a putea sintetiza proteinele, nu trebuie să existe abateri majore în sinteză. Cu toate acestea, unele particule străine de ARN pot reprograma întreaga celulă, astfel încât celula corpului să sintetizeze numai ARN străin. Acest proces este comun și joacă un rol important în infecțiile virale.
Virusurile nu se pot multiplica de la sine. Sunteți întotdeauna dependent de o celulă gazdă. Există atât virusuri ADN, cât și virusuri ARN pure. Ambele tipuri penetrează celula și încorporează materialul lor genetic în codul genetic al celulei gazdă. Celula începe să reproducă doar materialul genetic al virusului. Celula produce viruși până când moare. Virusii nou formați pătrund în alte celule și își continuă activitatea de distrugere.
Virusii ARN își construiesc materialul genetic în ADN cu ajutorul enzimei invers transcriptază. După integrare domină sinteza ARN-ului viral, care este apoi returnat celulei următoare. Retrovirusurile aparțin și virusurilor ARN. Un retrovirus binecunoscut este virusul HI. Cu toate acestea, retrovirusurile sunt un caz special, deși încorporează materialul genetic în ADN-ul prin transcriptaza inversă, noii viruși care apar în proces părăsesc celula fără a o distruge. Aceasta permite celulelor infectate să devină o sursă constantă de viruși.
Cu toate acestea, în producerea de viruși noi, apar și mutații în mod constant, care schimbă permanent virusul. Sistemul imunitar formează anticorpi împotriva virușilor existenți, dar înainte de a fi distruși, codul genetic s-a schimbat atât de mult încât anticorpii care s-au format nu mai sunt eficienți. Organismul trebuie să continue să producă anticorpi noi. Sistemul imunitar este atât de stresat încât își pierde definitiv rezistența la bacterii, ciuperci și viruși.
