Co to jest jednoniciowy RNA?
Istnieją trzy niezbędne makrocząsteczki we wszystkich gatunkach życia. Kwas rybonukleinowy (RNA) jest jednym z tych trzech, a RNA ma niesamowitą zdolność jako jednoniciowej cząsteczki do przyjmowania trójwymiarowych kształtów za pomocą wielokrotnego wiązania wodorowego, które tworzy jego wtórne rusztowanie strukturalne. Pozostałe dwie niezbędne makrocząsteczki to kwas dezoksyrybonukleinowy (DNA) i białka; z tych dwóch RNA ma wiele podobieństw do białek w funkcji i podobieństwa do DNA w strukturze chemicznej. Istnieją również dwuniciowe RNA, ale są rzadkie. Jednoniciowy RNA katalizuje reakcje biologiczne, jest odbiornikiem i przekaźnikiem sygnałów komórkowych i pomaga w kontroli ekspresji genów.
W 2011 r. Jednoniciowy RNA był przedmiotem siedmiu nagród Nobla. Wiele badań między nagrodami pozwoliło odkryć obowiązki RNA, co doprowadziło do znacznego postępu w naukach biologicznych i medycznych. Jednoniciowy RNA został znaleziony w 1868 r., Ale źle opisany, i dopiero w 1959 r. Otrzymał ognisko Nobla, kiedy Ochoa i Kornberg otrzymali Nagrodę Nobla w medycynie po zsyntetyzowaniu RNA w laboratorium za pomocą enzymu - ponownie źle scharakteryzowane; nie była to prawdziwa synteza, ale procedura degradacji. W latach 60. i 70. XX wieku przyznano jeszcze dwie nagrody za odkrycia, że jednoniciowy RNA nie tylko może przenosić informacje genetyczne, ale także działa jako katalizator reakcji biologicznych oraz za odkrycie, że retrowirusy mogą, poprzez enzymy, replikować RNA do DNA, tworząc ten typ replikacji to dwukierunkowa ulica. W latach 80. do 2006 r. Przyznano jeszcze cztery nagrody za odkrycia w zakresie składania RNA, więcej funkcji katalizujących, funkcji mikroRNA i transkrypcji RNA.
Jednoniciowy RNA odgrywa kluczową rolę w syntezie białek; gdy białka powstają w rybosomach, to informacyjny RNA (mRNA) kieruje zgrupowaniem i wraz z transferowym RNA (tRNA) dostarcza towarzyszące aminokwasy do wiązania i tworzenia białek. Rybosomalne fabryki białek otrzymują informację genetyczną z mRNA, a 80 nukleotydów tRNA ma zasadnicze znaczenie dla translacji aminokwasów na nowo powstające białka. Dzięki zastosowaniu DNA jako matrycy enzym znany jako polimeraza RNA transkrybuje RNA dla nowych nici jednoniciowego RNA. Ten sam enzym wykorzystuje szablony RNA, gdy wirusy RNA, takie jak wirus polio, próbują replikować swój materiał wirusowy. Istnieje metoda pomiaru i przeszukiwania jednoniciowej funkcji RNA ważna w zrozumieniu wiązania między RNA i białkami. Mapowanie interferencji analogów nukleotydów (NAIM) odkrywa tożsamość poszczególnych cząsteczek RNA, które słabiej wiążą się z białkami niż wiązania RNA typu dzikiego, aby lepiej zrozumieć pośredniczące zachowanie wiązania z białkami.
Ponieważ RNA przenosi informację genetyczną, wirusy RNA zawierają replikacje RNA w swoim genomie, a także różne białka kodowane przez ten genom. Niektóre białka chronią ten wirusowy genom, ponieważ przekształca się w nowego gospodarza komórkowego. Te wirusy z rezydentnymi replikacjami RNA z kolei odwracają transkrypcję DNA i tworzą nowy jednoniciowy RNA, który dalej rozprzestrzenia wirusy. Istnieją cztery grupy wirusów RNA, które rozprzestrzeniają odrę, świnkę, wściekliznę, grypę, żółtą febrę i zapalenie mózgu koni wśród wielu innych chorób, a każda grupa ma własną metodę replikacji genomu wirusa.
Wiadomo, że rinowirusy, w tym przeziębienie, są jednoniciowymi RNA, które replikują się w cytoplazmie komórki przez przetwarzanie proteazy wirusowej, która powoduje uwalnianie białek zakażonych wirusem. Jednoniciowy RNA jest również związany z rodzajem zapalenia, które może być odpowiedzialne za zwłóknienie serca płodu, które może prowadzić do bloku serca w sposób reakcji autoimmunologicznej, prowadzącej do wrodzonych wad serca. Istnieją jednak odkrycia na temat RNA, które mogą wykorzystywać RNA do wyciszania genów w ciele, które mogą powodować choroby. Wiedząc, że istnieją małe porcje RNA, które zakłócają produkcję białka, niektórzy uważają, że pewnego dnia jednoniciowy RNA dostarczy leki bezpośrednio do białek.