Ribonukleiinhape on oma struktuurilt sarnane desoksüribonukleiinhape (DNA). Sellel on aga geneetilise teabe kandjana vaid väike roll. Vahepealse teabehoidlana täidab see muude funktsioonide kõrval geneetilise koodi DNA-st valguni tõlkija ja edastajana.
Mis on ribonukleiinhape?
Lühendatud nii inglise kui ka saksa keeles ribonukleiinhape nimetatakse RNA-ks. Struktuurilt sarnaneb see DNA-ga (desoksüribonukleiinhape). Erinevalt DNA-st koosneb see siiski ainult ühest ahelast. Selle ülesandeks on muu hulgas geneetilise koodi edastamine ja tõlkimine valgu biosünteesi käigus. Kuid RNA esineb erinevates vormides ja täidab ka erinevaid ülesandeid. Lühem RNA molekulid neil pole üldse geneetilist koodi, kuid nad vastutavad teatud transpordi eest aminohapped. Ribonukleiinhape ei ole nii stabiilne kui DNA, kuna sellel pole geneetilise koodi pikaajalist salvestamise funktsiooni. Näiteks mRNA puhul toimib see ainult ajutise salvestusruumina, kuni ülekandmine ja tõlkimine on lõpule jõudnud.
Anatoomia ja struktuur
Ribonukleiinhape on ahel, mis koosneb paljudest nukleotiididest. Nukleotiid koosneb ühendist fosfaat jääk, suhkur ja lämmastik alus. The lämmastik alused adeniin, guaniin, tsütosiin ja uratsiil on mõlemad seotud a-ga suhkur jäägid ( riboos). suhkuron omakorda esterdatud a-ga fosfaat jääk kahes kohas ja moodustab viimasega silla. The lämmastik alus asub suhkru vastupidises asendis. Suhkur ja fosfaat jäägid vahelduvad ja moodustavad ahela. Lämmastik alused ei ole seega omavahel otseselt seotud, vaid asuvad suhkru küljel. Kolm lämmastikku alused järjest nimetatakse triplettideks ja need sisaldavad konkreetse aminohappe geneetilist koodi. Mitu kolmikut järjest kodeerivad polüpeptiidi või valguahelat. Erinevalt DNA-st sisaldab suhkur 2'-asendis hüdroksüülrühma a-asemel vesinik aatom. Lisaks vahetatakse lämmastikaluseline tümiin RNA-s uratsiili vastu. Nende väikeste keemiliste erinevuste tõttu esineb RNA erinevalt DNA-st tavaliselt ainult ühes ahelas. Hüdroksüülrühm riboos tagab ka, et ribonukleiinhape pole nii stabiilne kui DNA. Selle kokkupanek ja lahtivõtmine peab olema paindlik, sest edastatav teave muutub pidevalt.
Funktsioon ja ülesanded
Ribonukleiinhape täidab mitmeid ülesandeid. Geneetilise koodi pikaajalise säilitamisena ei tule see tavaliselt kõne allagi. Ainult mõnes viirused kas RNA on geneetilise teabe kandja? Teistes organismides täidab seda ülesannet DNA. Muu hulgas toimib RNA valgu biosünteesis geneetilise koodi edastaja ja tõlkijana. Selle eest vastutab mRNA. Tõlgitud mRNA tähendab messenger RNA-d. See kopeerib a geen ja transpordib selle ribosoomi, kus selle teabe abil sünteesitakse valk. Selle käigus moodustavad kolm kõrvuti asetsevat nukleotiidi nn koodoni, mis tähistab spetsiifilist aminohapet. Sel viisil moodustub polüpeptiidahel aminohapped on üles ehitatud samm-sammult. Üksikisik aminohapped transporditakse ribosoomi tRNA (transfer RNA) abil. Selles protsessis toimib tRNA seega valgu biosünteesi abimolekulina. Teise RNA molekulina osaleb rRNA (ribosomaalne RNA) ribosoomid. Muud näited hõlmavad reguleerimiseks asRNA (antisense RNA) geen ekspressioon, hnRNA (heterogeenne tuuma-RNA) küpse mRNA eelkäijana, geeniregulatsiooni ribitõmbed, biokeemiliste reaktsioonide katalüüsimiseks ribosüümid ja palju muud. RNA molekulid ei pruugi olla stabiilne, kuna erinevatel aegadel on vaja erinevaid ärakirju. Lõigatud nukleotiide või oligomeere kasutatakse pidevalt RNA uuesti sünteesimiseks. Walter Gilberti RNA maailma hüpoteesi järgi RNA molekulid moodustasid kõigi organismide eelkäijad. Isegi tänapäeval on nad mõnes ainsad geneetilise koodi kandjad viirused.
Haigused
Haiguse kontekstis ribonukleiinne happed mängivad rolli nii paljudes viirused geneetiline materjal on ainult RNA. Seega on lisaks DNA viirustele olemas ka ühe- või kaheahelalise RNA-ga viirused. Väljaspool elusorganismi on viirus täiesti passiivne. Sellel ei ole oma ainevahetust. Kui viirus satub keharakkudesse, aktiveeritakse aga selle DNA või RNA geneetiline teave. Viirus hakkab ennast paljunema peremeesraku organellide abil. Selle käigus programmeerib viirus peremeesraku üksikute viirusekomponentide tootmiseks. Viiruse geneetiline materjal siseneb rakutuuma. Seal toimub selle inkorporeerimine peremeesraku DNA-sse ja pidevalt toodetakse uusi viirusi. Viirused lastakse rakust välja. Protsess kordub, kuni rakk sureb. RNA viiruste korral kasutatakse ensüümi pöördtranskriptaasi RNA geneetilise teabe DNA-sse transkribeerimiseks. Retroviirused on RNA viiruste erivorm. Näiteks HI-viirus on üks retroviirustest. Ka retroviirustes tagab ensüüm pöördtranskriptaas üheahelalise RNA geneetilise teabe kandumise peremeesraku DNA-sse. Seal genereeritakse uusi viirusi, mis lahkuvad rakust hävitamata. Alati moodustuvad uued viirused, mis nakatavad pidevalt teisi rakke. Retroviirused on väga mutatiivsed ja seetõttu on nende vastu raske võidelda. Kombinatsioonina kasutatakse mitmete komponentide, näiteks pöördtranskriptaasi inhibiitorite ja proteaasi inhibiitorite kombinatsiooni ravi.
