Hva er enkelstrenget RNA?

Det er tre viktige makromolekyler i alle livets arter. Ribonukleinsyre (RNA) er en av disse tre, og RNA har den fantastiske evnen som et enkeltstrenget molekyl til å anta tredimensjonerte former ved hjelp av den multiple hydrogenbinding som danner dets sekundære strukturelle stillaser. De to andre essensielle makromolekylene er deoksyribonukleinsyre (DNA) og proteiner; av disse to har RNA mange likheter med proteiner i funksjon og likheter med DNA i kjemisk struktur. Det er dobbeltstrenget RNA også, men de er sjeldne. Enkeltstrenget RNA katalyserer biologiske reaksjoner, er en mottaker og sender for cellulære signaler og hjelper med kontrollen av genuttrykk.

Fra 2011 har enkeltstrenget RNA vært gjenstand for syv nobelpriser. Mye forskning mellom prisene oppdaget pliktene til RNA, noe som førte til betydelige fremskritt innen biologisk og medisinsk vitenskap. Enkeltstrenget RNA ble funnet i 1868, men allikevel miskarakterisert, og det var først i 1959 at det fikk fokus fra en Nobel, da Ochoa og Kornberg fikk Nobelprisen i medisin etter å ha syntetisert RNA i et laboratorium gjennom bruk av et enzym - igjen mischaracterized; det var ikke en ekte syntese, men en nedbrytningsprosedyre. På 1960- og 1970-tallet ble det utdelt ytterligere to priser for funn som enkeltstrenget RNA ikke bare kunne bære genetisk informasjon, men også fungerer som katalysator for biologiske reaksjoner og for oppdagelsen at retrovirus via enzymer kunne gjenskape RNA til DNA, og denne typen replikering en toveis gate. På 1980-tallet til 2006 ble det gitt ytterligere fire premier for funn i RNA-spleising, mer katalyserende funksjoner, microRNA-funksjoner og RNA-transkripsjon.

Enkeltstrenget RNA er instrumentell i proteinsyntese; når proteiner dannes i ribosomer, er det messenger RNA (mRNA) som leder sammensetningen og leverer sammen med transfer-RNA (tRNA) medfølgende aminosyrer for å binde og danne proteiner. De ribosomale fabrikkene av proteiner mottar genetisk informasjon fra mRNA, og de 80 nukleotidene av tRNA er medvirkende i oversettelsen av aminosyrer til de nydannende proteiner. Med bruk av DNA som mal, transkriberer et enzym kjent som RNA-polymerase RNA for nye tråder av enkeltstrenget RNA. Det samme enzymet bruker maler av RNA når RNA-virus som poliovirus prøver å gjenskape virusmaterialet. Det er en metode for å måle og screene for enkeltstrenget RNA-funksjon som er viktig for å forstå bindingen mellom RNA og proteiner. Nukleotid analog interferenskartlegging (NAIM) oppdager identiteten til bestemte RNA-molekyler som binder seg til proteiner mindre godt enn bindingene til vill-type RNA, for bedre å forstå den formidlende bindingsatferden med proteiner.

Når RNA bærer genetisk informasjon, inneholder RNA-virus replikasjoner av RNA i deres genom, så vel som en rekke proteiner som kodes av det genomet. Noen proteiner beskytter dette virale genomet fordi det oversetter seg selv til en ny cellevert. Disse virusene med fastboende RNA-replikasjoner reverserer transkribert DNA og danner nytt enkeltstrenget RNA som sprer virus ytterligere. Det er fire grupper av RNA-virus som sprer meslinger, kusma, rabies, influensa, gul feber og heste-encefalitt blant en rekke andre sykdommer, og hver gruppe har sin egen metode for å gjenskape et virusgenom.

Det er kjent at neshorn, inkludert forkjølelse, er enkeltstrenget RNA som replikerer i cytoplasma av en celle ved å behandle en viral protease som resulterer i frigjøring av proteiner infisert av et virus. Enkeltstrenget RNA er også knyttet til en type betennelse som kan være ansvarlig for fosterhjertefibrose som kan føre til hjerteblokk på en måte av en autoimmun reaksjon, noe som kan føre til medfødte hjertefeil. Det er imidlertid funn om RNA som kan bruke RNA til å dempe gener i kroppen som kan forårsake sykdom. Når de vet at det er små deler av RNA som forstyrrer proteinproduksjonen, tror noen en enkelttrådet RNA en dag vil levere legemidler direkte til proteiner.