RNA (Asam Ribonukleat) — struktur, jenis, fungsi, perbedaan

Hampir bersamaan dengan penemuan DNA Miescher, Felix Hoppe-Seyler menemukan zat serupa yang ternyata adalah asam ribonukleat (RNA). RNA dibentuk oleh penyatuan ribonukleotida adenin, guanin, sitosin dan urasil, melalui ikatan fosfodiester dalam arah 5 ‘-> 3’. Selain basa ini, orang lain mungkin muncul bahwa dalam kebanyakan kasus adalah turunannya yang dimetilasi.

Pengertian

RNA (Asam Ribonukleat) adalah salah satu asam nukleat dasar untuk kehidupan, yang bertanggung jawab atas sintesis DNA (protein deoksiribonukleat asam) dalam pekerjaan sintesis protein dan pewarisan genetik.

RNA terdapat  di dalam sel prokariotik dan eukariotik, dan bahkan sebagai satu-satunya bahan genetik dari jenis virus tertentu (Virus RNA), dan terdiri dari molekul rantai tunggal nukleotida (ribonukleotida) yang terbentuk pada gilirannya. untuk gula (ribosa), fosfat dan satu dari empat basa nitrogen yang membentuk kode genetik: adenin, guanin, sitosin atau urasil.

RNA biasanya molekul linear dan rantai tunggal (rantai tunggal), dan memenuhi berbagai fungsi di dalam kompleks sel, yang menjadikannya pelaksana serbaguna informasi yang terkandung dalam DNA.

RNA ditemukan di sebelah DNA pada tahun 1867, oleh Friedrich MIescher, yang menyebutnya nuklein dan mengisolasinya dari inti sel, meskipun keberadaannya juga terbukti dalam sel prokariotik, tanpa nukleus. Mode sintesis RNA dalam sel kemudian ditemukan oleh Severo Ochoa Albornoz dari Spanyol, pemenang Hadiah Nobel dalam Kedokteran pada tahun 1959.

Pemahaman tentang bagaimana RNA beroperasi dan pentingnya untuk kehidupan dan evolusi, memungkinkan munculnya tesis tentang asal usul kehidupan, seperti intuisi pada tahun 2016 bahwa molekul asam nukleat ini adalah bentuk pertama kehidupan di ada (dalam hipotesis dunia RNA).

RNA untai tunggal, yang paling umum

Pada sebagian besar organisme, RNA adalah untai tunggal, kecuali untuk beberapa virus di mana untai ganda. Dalam untaian tunggal, beberapa area molekulnya, yang disebut jepit rambut, mungkin memiliki struktur heliks ganda sebagai hasil dari pembentukan ikatan hidrogen antara basa pelengkap. Ketika zona komplementer dipisahkan oleh daerah non-komplementer, loop terbentuk.

Struktur RNA

RNA
Nukleotida terdiri dari molekul gula monosakarida yang disebut ribosa.

Ada beberapa tingkatan struktur dalam asam ribonukleat (RNA), yang digambarkan sebagai struktur primer, struktur sekunder, struktur tersier, dan struktur kuartener. Struktur utama dari RNA mengacu pada urutannya unit informasi genetik, yang disebut nukleotida. Struktur sekunder terdiri dari pasangan yang terbentuk ketika nukleotida dalam urutan mengikat satu sama lain.

Baik DNA dan RNA dibentuk oleh rantai unit yang dikenal sebagai monomer, yang diulang dan disebut nukleotida; ini dihubungkan bersama oleh ikatan fosfodiester bermuatan negatif. Masing-masing nukleotida ini terdiri dari:

  • Molekul gula monosakarida yang disebut ribosa (selain DNA deoksiribosa).
  • Gugus fosfat (garam atau ester asam fosfat).
  • Basa nitrogen: Adenin, Guanin, Sitosin, atau Urasil (yang belakangan berbeda dari DNA, yang disajikan oleh Timina alih-alih Urasil).

Komponen-komponen ini disusun berdasarkan tiga tingkat struktural, yaitu:

  • Primer, Urutan linear nukleotida yang menentukan struktur berikut.
  • Sekunder, karena RNA terlipat dengan sendirinya karena pasangan basa intramolekul, struktur sekundernya mengacu pada bentuk yang diperolehnya selama pelipatan: dalam heliks, loop, loop jepit rambut, dll.
  • Tersier, Meskipun RNA tidak membentuk heliks ganda seperti DNA dalam strukturnya, ia biasanya membentuk heliks sederhana sebagai struktur tersier, karena atom-atomnya berinteraksi dengan ruang di sekitarnya.

Struktur tersier lebih kompleks lagi, meliputi interaksi antara daerah struktur sekunder dan sepanjang seluruh molekul. Struktur Kuarter hanya berlaku ketika beberapa rantai RNA berinteraksi, dan setiap interaksi atau perubahan struktural yang terjadi saat rantai ini datang bersama-sama.

Struktur primer RNA

Struktur primer dari RNA biasanya terdiri untai tunggal nukleotida. Empat jenis nukleotida dapat ditemukan di alur ini, yang disebut adenin (A), sitosin (C), guanin (G), dan urasil (U). Banyak nukleotida yang dimodifikasi dengan RNA, menambah atau mengurangi atom ke atau dari nukleotida asli untuk mengubah sifat mereka. Ada ratusan modifikasi nukleotida yang berbeda, dan efeknya bervariasi tergantung pada jenis molekul RNA, spesies di mana modifikasi terjadi, dan lingkungan di mana modifikasi dibuat. Sebagian besar modifikasi nukleotida memiliki kode deskriptif standar, seperti nukleotida lakukan, tetapi mereka umumnya tidak dikenal.

Struktur sekunder RNA

Struktur sekunder RNA dan asam deoksiribonukleat (DNA) heliks ganda terbentuk dengan cara yang sama, di mana nukleotida mengikat bersama menjadi pasangan basa, memberikan molekul struktur keseluruhan. Ada perbedaan signifikan dalam cara struktur sekunder RNA terbentuk, dibandingkan DNA heliks ganda. Dalam kedua RNA dan DNA, sitosin dengan guanin terikat, namun adenin mengikat urasil, bukan timin, pada RNA. Struktur sekunder RNA jarang heliks ganda, melainkan membentuk berbagai lilitan tertentu, tonjolan, dan jenis helix yang sejajar sangat berbeda dari apa yang dilihat dalam DNA. Struktur sekunder RNA pada umumnya lebih rumit, meskipun tidak selalu kurang berurutan, dibanding heliks ganda DNA.

Struktur tersier RNA

Struktur tersier RNA memungkinkan molekul untuk melipat menjadi konformasi yang berfungsi penuh. Molekul RNA tertentu, berdasarkan struktur tersier mereka, memiliki fungsi tertentu. Ini molekul non-coding RNA (ncRNA) dapat melayani berbagai tujuan, dan penemuan aplikasi biologis telah menjadi subyek dari beberapa hadiah Nobel. Satu kelas ncRNA, disebut ribozim, adalah enzim RNA yang dapat mengkatalisis reaksi biokimia seperti yang dilakukan enzim protein. Kelas lain, yang disebut riboswitches, mengontrol ekspresi gen dengan beralih gen dan mematikan berdasarkan lingkungannya.Struktur Asam Ribonukleat (RNA)

Struktur kuartener RNA

Struktur kuartener RNA berperan penting dalam makromolekul tertentu seperti ribosom, yang membangun protein dalam sel. Ribosom terdiri dari rantai RNA ganda, dan interaksi antara rantai ini harus tepat dan diatur secara ketat untuk ribosom berfungsi dengan baik. Agar rantai RNA memiliki struktur kuartener, mereka harus datang bersamaan untuk membentuk struktur konglomerasi baru, bukan hanya berinteraksi dan kemudian terpisah lagi. Struktur Kuarter bentuk paling lambat dari semua tingkat struktur RNA, dan biasanya yang paling kompleks.

Fungsi RNA

RNA memenuhi banyak fungsi, yang paling penting adalah sintesis protein, di mana ia menyalin urutan genetik yang terkandung dalam DNA untuk menggunakannya sebagai standar dalam pembuatan protein dan enzim dan berbagai zat yang diperlukan untuk sel dan organisme. Untuk ini, ia pergi ke ribosom, yang beroperasi sebagai semacam pabrik protein molekuler, dan itu mengikuti pola yang dicetak DNA di atasnya.

Fungsi RNA: mengarahkan sintesis protein dari informasi DNA

Secara praktis semua organisme hidup, fungsi RNA adalah sama: untuk mengarahkan sintesis protein dari informasi yang diperoleh dari DNA. Semua RNA terbentuk dari DNA, mengambil sebagian darinya sebagai templat; fakta ini membuat keduanya saling melengkapi. Pada virus yang kekurangan DNA (reovirus atau polio), itu adalah RNA yang melakukan fungsi RNA dengan komposisi kimia yang sama, tetapi dengan struktur dan fungsi yang berbeda.

Jenis RNA

Ada beberapa jenis RNA, tergantung pada fungsi utamanya:

Messenger RNA (mRNA)

Ini merupakan antara 2% dan 5% dari total RNA. Ini menyajikan struktur linear kecuali di beberapa area rantai, di mana garpu terbentuk karena adanya saling melengkapi antara pangkalan.

Fungsinya untuk menyalin informasi genetik dari DNA (transkripsi) dan membawanya ke ribosom, yang merupakan organel tempat sintesis protein berlangsung. Setiap messenger RNA disintesis dengan mengambil sebagian DNA sebagai templat, dan saling melengkapi.

Messenger RNA memiliki kehidupan yang sangat singkat – beberapa menit -, karena cepat dihancurkan oleh aksi enzim yang disebut ribonuklease; jika tidak, proses sintesis protein akan berlanjut tanpa batas.

Messenger atau pengkodean RNA (mRNA). Disebut juga RNA duta berkaitan dengan menyalin dan membawa urutan asam amino yang tepat dari DNA ke ribosom, di mana instruksi diikuti dan sintesis protein dilakukan.

Transfer RNA (tRNA).

tRNA adalah polimer pendek dari 80 nukleotida yang memiliki misi mentransfer pola yang disalin oleh mRNA ke RNA ribosom, berfungsi sebagai mesin perakitan, memilih asam amino yang benar berdasarkan pada kode genetik.

Peran tRNA adalah untuk mengangkut asam amino ke ribosom, di mana mereka dapat mengikat dan membentuk protein.

Ini terdiri dari sejumlah nukleotida yang berkisar 70 hingga 90. Beberapa area molekul memiliki struktur heliks ganda, dan di mana tidak ada pasangan basa, loop terbentuk. Jika molekul RNA transfer diatur dalam sebuah pesawat, penampilannya menyerupai yang dari daun semanggi; tetapi dilihat dalam tiga dimensi, bentuknya mirip dengan huruf L.

Salah satu karakteristik transfer RNA adalah keberadaan nukleotida dengan basa nitrogen berbeda (10% dari total) dari normal (A, U, G, C).

Karakteristik umum dalam transfer RNA

Ada hingga 50 jenis RNA transfer yang berbeda, tetapi mereka semua memiliki beberapa karakteristik umum:

  • Pada ujung 5 ‘ada triplet basa nitrogen di mana selalu ada guanin dan asam fosfat bebas.
  • Ujung 3 ‘terdiri dari tiga basa nitrogen tidak berpasangan (C-C-A), ini adalah tempat di mana RNA transfer mengikat ke asam amino yang akan diangkut ke ribosom.
  • Di lengan A ada triplet basa nitrogen, yang disebut antikodon, berbeda untuk setiap RNA transfer tergantung pada asam amino yang akan diangkut, dan itu saling melengkapi dengan triplet kodon yang sesuai dari mRNA.

Selain tiga zona spesifik ini, RNA transfer memiliki dua zona lainnya: lengan T (karena membawa timin), yang merupakan tempat menempelnya ke ribosom; dan lengan D, yang merupakan area di mana ia berikatan dengan enzim yang mengkatalis penyatuannya dengan asam amino. Enzim ini adalah aminoasil-t-RNA sintetase.

RNA ribosom (rRNA).

Namanya berasal dari fakta bahwa ia ditemukan di ribosom sel, di mana mereka dikombinasikan dengan protein lain. Mereka beroperasi sebagai komponen katalitik untuk “mengelas” protein baru yang dirakit pada template mRNA. Mereka bertindak seperti halnya ribozim.

rRNA mengelompokkan bersama beberapa RNA yang berbeda dan membentuk hingga 80% dari total RNA dalam sel. Molekul RNA ribosom panjang dan beruntai tunggal; meskipun di beberapa daerah, basa nitrogen berpasangan. Oleh karena itu, di daerah ini, RNA ribosom memiliki struktur rantai ganda.

rRNA juga disebut RNA struktural, karena beberapa molekul RNA ini, terkait dalam set protein dasar mereka (lebih dari 70), membentuk ribosom yang merupakan organel tempat protein disintesis.

Regulator RNA.

Ini adalah potongan pelengkap RNA, di daerah spesifik mRNA atau DNA, yang dapat digunakan untuk berbagai tugas: gangguan dalam replikasi untuk menekan gen tertentu (RNAi), pengaktif transkripsi (antisense RNA), atau mengatur ekspresi gen (cRNA panjang).

Katalis RNA Potongan RNA yang beroperasi sebagai biokatalis, beroperasi pada proses sintesis sendiri untuk membuatnya lebih efisien atau memastikan perkembangan yang tepat, atau bahkan sepenuhnya mengimplementasikannya.

RNA mitokondria.

Karena mitokondria sel memiliki sistem sintesis protein sendiri, mereka juga memiliki bentuk DNA dan RNA sendiri.

RNA nukleolar (nRNA)

Ini terkait dengan protein yang berbeda, membentuk nukleolus. Berasal dalam nukleus dari berbagai segmen DNA, yang disebut pengatur nukleolar. Setelah terbentuk, ia terfragmentasi dan menimbulkan berbagai jenis RNA ribosom.

Perbedaan RNA dan DNA

Perbedaan antara RNA dan DNA didasarkan, pertama-tama, pada konstitusinya: seperti yang telah dikatakan, RNA memiliki basa nitrogen yang berbeda (urasil) dari timin dan terdiri dari gula selain deoksiribosa (ribosa).

Terlepas dari itu, DNA memiliki heliks ganda dalam strukturnya, yaitu, RNA adalah molekul yang lebih kompleks dan kecil, yang memiliki lebih sedikit waktu untuk hidup dalam sel-sel kita.

Namun, perbedaannya lebih dalam, karena DNA berfungsi sebagai bank informasi, pola teratur dari urutan elementer yang memungkinkan kita untuk membangun protein tubuh kita; sementara RMA adalah pembaca, transkriber, dan pelaksana: orang yang bertugas membaca kode, menafsirkannya, dan mematerialisasikannya.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *