L'acido ribonucleico (RNA) è un composto chimico che esiste all'interno di cellule e virus. Nelle cellule, può essere diviso in tre categorie: ribosomiale (rRNA), Messenger (mRNA) e Transfer (tRNA). Mentre tutti e tre i tipi di RNA si trovano nei ribosomi, le fabbriche proteiche delle cellule, questo articolo si concentra su questi ultimi due, che si trovano non solo all'interno dei ribosomi, ma esistono liberamente nel nucleo cellulare (nelle cellule che hanno nuclei) e in il citoplasma, il compartimento cellulare principale tra il nucleo e la membrana cellulare. I tre tipi di RNA, tuttavia, lavorano in concerto.
Cos'è l'RNA?
L'mRNA e il tRNA esistono in catene costituite da blocchi chiamati nucleotidi di RNA. Ognuno di questi nucleotidi da costruzione è costituito da uno zucchero chiamato ribosio, un gruppo chimico ad alta energia, chiamato fosfato, e una delle quattro possibili "basi azotate" --- strutture ad anello o doppio anello il cui sfondo è costruito non solo da atomi di carbonio ma anche da molti atomi di azoto (vedi figura). I nucleotidi si collegano tra loro tramite i gruppi fosfato e zucchero, che formano una "spina dorsale" a cui sono attaccate le basi azotate, una per ogni zucchero ribosio.
Le quattro basi azotate dell'RNA
Nella maggior parte dei casi , quattro basi si trovano nell'RNA. Due di questi, adenina (A) e guanina (G), contengono due anelli chimici e sono chiamati purine. Gli altri due, ognuno contenente un anello chimico, sono citosina (C) e uracile (U) e sono chiamati pirimidine.
Sintesi di mRNA e tRNA
mRNA e tRNA sono sintetizzati attraverso processi chiamati " accoppiamento di base "e" trascrizione ", in cui è prevista una catena di RNA, accanto a un filamento di acido desossiribonucleico (DNA). Nei batteri e negli archei, due delle tre principali divisioni della vita sulla Terra, la sintesi dell'RNA avviene lungo un singolo cromosoma (e una struttura organizzata costituita da un filamento di DNA e varie proteine). Nell'altra divisione della vita, l'eucarià, la sintesi dell'RNA avviene all'interno del nucleo, dove il DNA è impacchettato all'interno di uno o più cromosomi. Sia mRNA che tRNA contengono informazioni sotto forma di sequenze specifiche delle quattro possibili basi in ciascuno dei loro nucleotidi. Queste sequenze, a loro volta, sono sintetizzate in base alla sequenza di nucleotidi nel DNA, in particolare la sezione del DNA (chiamata gene) che è stata utilizzata per sintetizzare il filamento di RNA durante il processo di associazione di base.
Funzione di mRNA
Ogni molecola, o catena, di mRNA contiene istruzioni su come collegare diversi "amminoacidi" in una catena peptidica, che diventa una proteina. Allo stesso modo in cui i nucleotidi sono i mattoni per l'RNA, gli aminoacidi sono i mattoni per le proteine. L'evoluzione ha prodotto un "codice genetico" in cui ciascuno dei 20 aminoacidi della vita è codificato da una serie di tre basi azotate nei nucleotidi dell'RNA. Pertanto, ogni tripletta di nucleotidi di RNA corrisponde a un amminoacido e la sequenza di nucleotidi determina la sequenza di amminoacidi che saranno collegati nella catena peptidica che produce una proteina. Mentre in alcuni casi un amminoacido può essere rappresentato da più triplette nucleotidiche, chiamate codoni, ogni codone su RNA rappresenta solo un amminoacido. Per questo motivo, si dice che il codice genetico sia "degenerato"
Funzione di tRNA
Mentre mRNA contiene il "messaggio" su come sequenziare gli aminoacidi in una catena, il tRNA è il vero traduttore . La traduzione del linguaggio dell'RNA nel linguaggio delle proteine è possibile, poiché esistono molte forme di tRNA, ognuna delle quali rappresenta un amminoacido (blocco proteico) e in grado di collegarsi con un codone dell'RNA. Pertanto, ad esempio, la molecola di tRNA per l'amminoacido alanina ha un'area o un sito di legame per l'alanina e un altro sito di legame per i tre nucleotidi di RNA, il codone, per l'alanina.
La traduzione si verifica nei ribosomi
Il processo di traduzione delle sequenze di codoni dell'RNA in sequenze di aminoacidi e quindi in proteine specifiche in realtà si chiama "traduzione". Si verifica nei ribosomi, che sono fatti di rRNA e una varietà di proteine. Durante la traduzione, un filamento di mRNA passa attraverso un ribosoma, come un nastro a cassetta vecchio stile che si muove attraverso un lettore di nastri. Mentre l'mRNA si muove, le molecole di tRNA che trasportano l'amminoacido appropriato si legano al codone RNA a cui sono associate e la sequenza di amminoacidi viene messa insieme.
