Vad är enkelsträngat RNA?
Det finns tre viktiga makromolekyler i alla livsarter. Ribonukleinsyra (RNA) är en av dessa tre, och RNA har den fantastiska förmågan som ensträngad molekyl att anta tredimensionerade former med hjälp av den multipla vätebindningen som bildar dess sekundära strukturella ställningar. De andra två viktiga makromolekylerna är deoxiribonukleinsyra (DNA) och proteiner; av dessa två har RNA många likheter med proteiner i funktion och likheter med DNA i kemisk struktur. Det finns också dubbelsträngat RNA, men de är sällsynta. Ensträngat RNA katalyserar biologiska reaktioner, är en mottagare och sändare för cellulära signaler och hjälper till att kontrollera genuttryck.
Från och med 2011 har enkelsträngade RNA varit föremål för sju nobelpriser. Mycket forskning mellan priserna upptäckte RNA: s uppgifter, vilket ledde till betydande framsteg inom biologiska och medicinska vetenskaper. Ensträngad RNA hittades 1868, men ändå miskarakteriserad, och det var inte förrän 1959 som det fick fokus av en Nobel, när Ochoa och Kornberg fick Nobelpriset i medicin efter att ha syntetiserat RNA i ett labb genom användning av ett enzym - igen mischaracterized; det var inte en riktig syntes utan en nedbrytningsprocedur. På 1960- och 1970-talet delades ytterligare två priser ut för upptäckter att enkelsträngat RNA inte bara kunde bära genetisk information utan också fungerar som en katalysator för biologiska reaktioner och för upptäckten att retrovirus via enzymer kunde replikera RNA till DNA, vilket gör denna typ av replikering en tvåvägsgata. Under 1980-talet fram till 2006 delades ytterligare fyra priser ut för upptäckter inom RNA-skarvning, mer katalysatorfunktioner, mikroRNA-funktioner och RNA-transkription.
Enkelsträngat RNA är instrumental i proteinsyntesen; när proteiner bildas i ribosomer är det budbärar-RNA (mRNA) som leder enheten och tillsammans med överförings-RNA (tRNA) levererar åtföljande aminosyror för att binda och bilda proteinerna. De ribosomala fabrikerna av proteiner får genetisk information från mRNA och de 80 nukleotiderna av tRNA är instrument för översättningen av aminosyror till de nyligen bildande proteinerna. Med användning av DNA som en mall, transkriberar ett enzym känt som RNA-polymeras RNA för nya strängar av enkelsträngat RNA. Samma enzym använder mallar av RNA när RNA-virus såsom poliovirus försöker replikera deras virusmaterial. Det finns en metod att mäta och screena för enkelsträngad RNA-funktion som är viktig för att förstå bindningen mellan RNA och proteiner. Nukleotid-analog interferenskartläggning (NAIM) upptäcker identiteten hos särskilda RNA-molekyler som binder till proteiner mindre bra än bindningarna av vildtyp-RNA för att bättre förstå det medierande bindningsbeteendet med proteiner.
Eftersom RNA innehåller genetisk information, innehåller RNA-virus replikationer av RNA i deras genom samt olika proteiner som kodas av det genomet. Vissa proteiner skyddar detta virala genom eftersom det översätter sig till en ny cellvärd. Dessa virus med bosatta RNA-replikationer i sin tur reverserar transkribera DNA och bildar nytt enkelsträngat RNA som sprider virus ytterligare. Det finns fyra grupper av RNA-virus som sprider mässling, kusma, rabies, influensa, gul feber och häst encefalit bland en mängd andra sjukdomar, och varje grupp har sin egen metod för att replikera ett virusgenom.
Det är känt att noshörningar, inklusive förkylning, är enkelsträngat RNA som replikerar i cytoplasma av en cell genom att bearbeta ett viralt proteas som resulterar i frisättning av proteiner infekterade av ett virus. Enkelsträngat RNA är också kopplat till en typ av inflammation som kan vara ansvarig för fetal hjärtfibros som kan leda till hjärtblock på ett sätt av en autoimmun reaktion, vilket kan leda till medfödda hjärtfel. Det finns emellertid upptäckter om RNA som kan använda RNA för att tystna gener i kroppen som kan orsaka sjukdom. Att veta att det finns små delar av RNA som stör produktionen av proteiner, tror vissa att ensträngad RNA en dag kommer att leverera läkemedel direkt till proteiner.