mRNA w genetyce jest jednym z podstawowych pojęć. To informacyjny RNA odpowiadający głównie za przenoszenie informacji genetycznej o sekwencji poszczególnych polipeptydów z genów do aparatu translacyjnego. RNA to kwas rybonukleinowy, którego wyróżnić można wiele rodzajów. Jego znajomość ma ogromne znaczenie dla współczesnej medycyny.
mRNA – charakterystyka
Cząsteczki mRNA posiadają różną długość oraz sekwencję zasad komplementarną do transkrybowanego DNA. Stanowią około 4% całkowitego komórkowego RNA, a okres ich półtrwania wynosi 7-24 godziny. Cząsteczki mRNA lokalizują się głównie w jądrze oraz cytoplazmie danej komórki. Niepotrzebny bądź uszkodzony mRNA zostaje usunięty przez rybonukleazy (enzymy trawienne pochodzenia trzustkowego). Wyróżniamy 2 podstawowe rodzaje mRNA:
- mRNA monocystronowy – zawiera informację genetyczną wyłącznie o jednym łańcuchu polipeptydowym, co jest charakterystyczne dla eukariontów;
- mRNA policystronowy – zawiera informację genetyczną o kilku białkach, co jest charakterystyczne dla bakterii i bakteriofagów.
Jeśli dana nić kwasu rybonukleinowego matrycowego koduje dokładnie 2 białka, często stosuje się w odniesieniu do niego nazwę mRNA dwucystronowy.
mRNA – funkcje
W celu zrozumienia mechanizmu działania mRNA najpierw należy poznać funkcjonowanie DNA. DNA zawiera wszystkie informacje genetyczne dotyczące danego organizmu zapisane w praktycznym 4-literowym kodzie składającym się z adeniny, cytozyny, guaniny oraz tyminy (zasad azotowych). Znajdują się one w jądrze komórkowym. Informacja zawarta w genach musi jednak zostać przeniesiona do cytoplazmy, gdzie gromadzą się białka niezbędne do funkcjonowania całego organizmu. Także tutaj znajdują się największe ilości mRNA (RNA informacyjny lub matrycowy).
Fragmenty kodu DNA ulegają transkrybowaniu na krótsze odcinki, niezbędne do tworzenia kolejnych białek. Za pomocą mRNA wszystkie stworzone informacje i wiadomości mogą zostać przeniesione do głównej części komórki. Gdy mRNA dotrze na docelowe miejsce, komórka rozpoczyna produkcję białek na podstawie dostarczonych informacji. Omawiając w skrócie, najważniejsze funkcje mRNA można przedstawić następująco:
- ochrona przed przejmowaniem kontroli patogenów nad tworzeniem obcych białek;
- kontrolowanie tempa produkcji białek w zależności od potrzeb danego organizmu;
- umożliwianie tworzenia nowych białek zgodnie z kodowaniem DNA.
Zobacz również: Kod genetyczny.
Warto także wiedzieć, że policistronowe prokariotyczne mRNA zawierają wiele miejsc inicjowania i kończenia syntezy białek. Z kolei w przypadku eukariontów wyróżnia się wyłącznie jedno miejsce inicjacji translacji. Dokładna znajomość funkcji i budowy kwasu rybonukleinowego ma spore znaczenie w medycynie, zarówno w profilaktyce, jak i leczeniu wielu chorób. Dzięki temu udało się stworzyć m.in. szczepionki mRNA, które mają szereg zalet w porównaniu z szczepionkami opartymi na plazmidowym DNA i wektorach wirusowych. Nie generują bowiem zakaźnych cząstek ani nie integrują się z genomem komórek gospodarza.
Pozostałe rodzaje RNA
Poza mRNA wyróżniamy także:
- tRNA – znajdujący się w cytoplazmie, o kształcie spinki do włosów. Stanowi około 10% całkowitego komórkowego RNA i jest specyficzny dla aminokwasów. Jego głównym zadaniem jest dostarczanie aminokwasów do miejsca syntezy białek;
- rRNA – znajdujący się na rybosomach, stanowi do 50% całkowitego komórkowego RNA. Syntezowany i gromadzony w jąderku, ma za zadanie produkować białka;
- hnRNA – znajdujący się w jądrze komórkowym, stanowi około 40% całkowitego komórkowego RNA;
- snRNA – znajdujący się w jądrze komórkowym, bierze udział w składaniu łańcucha rybonukleinowego;
- snoRNA – znajdujący się w jąderku, wyróżniono około 340 jego typów. Angażuje się w chemiczną modulację cząsteczek rRNA;
- scRNA – znajdujący się w cytoplazmie, tworzy kompleksy z białkami cytoplazmatycznymi;
- miRNA – znajdujący się w cytoplazmie, powstaje z długich prekursorów RNA przy pomocy enzymu DICER. U człowieka poznano około 1048 cząsteczek miRNA. Wiążąc się z mRNA może wręcz uniemożliwić jego translację lub doprowadzić do degradacji.
W praktyce najlepiej poznano tRNA oraz rRNA. Wszystkie pozostałe rodzaje kwasu rybonukleinowego wciąż znajdują się pod obserwacją, będąc tematem licznych badań naukowych i eksperymentalnych. Uważa się, że rodzajów RNA jest jeszcze więcej, jednak ludzkie ciało wciąż nie zostało do końca poznane.
Polecane produkty:
|
Spirulina + Chlorella – naturalne oczyszczanie organizmu
Spirulina i Chlorella to naturalny produkt, który dostarcza witaminy, minerały, a także inne niezbędne do prawidłowego funkcjonowania składniki odżywcze. Dodatkowo skutecznie wspomaga oczyszczanie organizmu, regulację metabolizmu i wzmacnianie układu … Zobacz więcej... |
Bibliografia
- Tobias E., Connor M., Ferguson-Smith M., Genetyka medyczna, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2013.
- Staroń K., Biologia – podręcznik do liceum ogólnokształcącego: zakres rozszerzony, Wydawnictwo WSiP, Warszawa 2003.
- Krzystyniak K., Krótka historia szczepionek mRNA, Almanach, 4/2020.
