Kāda ir RNS funkcija?

Informācijas RNS jeb mRNS satur ziņojumu par vienas olbaltumvielas aminoskābju secību. Ziņojums ir rakstīts pa trim bāzēm, un katrs šāds tripleta kodons atbilst vienai aminoskābei vai apturēšanas signālam. Nolasīšana sākas ar kodonu AUG un beidzas ar kādu no trim stopkodoniem.

Pirms iziešanas no kodola sākotnējā kopija tiek apstrādāta: tai pievieno aizsargājošu galviņu vienā galā un adenīnu asti otrā, un no tās tiek izgrieztas nekodējošās starpsecības jeb introni. Šo izgriešanu sauc par splaisingu, un no viena gēna, dažādi kombinējot atlikušos posmus, šūna var izgatavot vairākas atšķirīgas olbaltumvielas.

Transporta RNS jeb tRNS ir īsa, telpā kā āboliņa lapa salocīta molekula. Vienā galā tai piesaistīta konkrēta aminoskābe, bet otrā galā ir trīs bāzu antikodons, kas atpazīst atbilstošo kodonu informācijas RNS ķēdē.

Tieši tRNS ir vieta, kur ģenētiskais kods fiziski pārvēršas no nukleotīdu valodas olbaltumvielu valodā. Bez šī starpnieka nukleotīdu secībai nebūtu nekādas ķīmiskas saiknes ar aminoskābēm.

Ribosomālā RNS jeb rRNS kopā ar olbaltumvielām veido ribosomu, kurā notiek translācija. Ribosoma pārvietojas pa informācijas RNS ķēdi, pieņem pareizo transporta RNS un savieno aminoskābes.

Būtiskais nianse ir tā, ka peptīdsaiti starp aminoskābēm veido nevis ribosomas olbaltumvielas, bet pati ribosomālā RNS. Ribosoma tātad ir ribozīms, tas ir, RNS, kas darbojas kā ferments.

Mikro RNS un mazās traucējošās RNS ir īsas molekulas, kas piesaistās informācijas RNS un vai nu to noārda, vai neļauj to nolasīt. Tā šūna var ātri apklusināt gēnu, nemainot neko DNS līmenī.

Mazās kodola RNS piedalās splaisinga aparāta darbā, bet garās nekodējošās RNS iesaistās hromosomu darbības regulēšanā. Plašākā nozīmē tas izskaidro, kāpēc visām ķermeņa šūnām ir vienāda DNS, bet aknu šūna un neirons izskatās un strādā pilnīgi atšķirīgi: atšķiras nevis gēnu komplekts, bet tas, kuri gēni tiek nolasīti RNS līmenī.

Daudzi svarīgi patogēni ir RNS vīrusi, piemēram, gripas vīruss un koronavīrusi. Diagnostikā lietotais RT PCR tests meklē tieši vīrusa RNS, iepriekš to pārrakstot DNS formā, tāpēc tas var uzrādīt pozitīvu rezultātu arī tad, ja organismā vairs nav dzīvotspējīgu vīrusu, bet ir palikušas to RNS atliekas.

RNS ir arī zāļu mērķis un zāļu materiāls. Ir izstrādāti preparāti, kas maina splaisingu vai apklusina konkrētu gēnu ar mazās traucējošās RNS palīdzību, un tos izmanto atsevišķu retu iedzimtu slimību ārstēšanā. Ar iedzimtām slimībām un ģenētisko diagnostiku nodarbojas medicīnas ģenētiķis, un pie viņa parasti nosūta ģimenes ārsts vai attiecīgās jomas speciālists. Ģenētiska konsultācija ir apsverama, ja ģimenē atkārtojas viena un tā pati agrīna slimība vai ja bērnam ir neizskaidrota attīstības aizture.

RNS un DNS atšķiras četrās lietās. RNS cukurs ir riboze, DNS cukurs ir dezoksiriboze. RNS vietā, kur DNS ir timīns, lieto uracilu. DNS parasti ir divpavedienu spirāle, RNS parasti vienpavediena. Un galvenais: DNS ir arhīvs, kas šūnā tiek glabāts gadu desmitiem, bet RNS ir darba kopija, kas tiek izgatavota pēc vajadzības un noārdīta.

Otrs izplatīts pārpratums ir par mRNS vakcīnām. Tajās esošā informācijas RNS nonāk šūnas citoplazmā, kalpo par recepti vienai olbaltumvielai un tiek noārdīta. Cilvēka šūnām nav ne mehānisma, ne fermenta, kas šo RNS ievietotu kodolā esošajā DNS, tāpēc ģenētisko materiālu tā nemaina.

RNS ķīmiskā nestabilitāte nav trūkums, bet uzdevums. Ribozei ir papildu skābekļa grupa, kuras dezoksiribozei nav, un tieši tā padara ķēdi viegli šķeļamu. Molekula, kurai jābūt īslaicīgai instrukcijai, ir uzbūvēta tā, lai sabruktu pati.

No tā izriet ļoti praktiskas sekas. Laboratorijā RNS paraugi jāsaglabā aukstumā un īpašos apstākļos, un tieši tāpēc mRNS zālēm un vakcīnām vajadzīga aukstuma ķēde, kas parastām vakcīnām nav vajadzīga. Tā ir tā pati īpašība, kas organismā ļauj šūnai ātri mainīt ražošanas plānu.