L'acido ribonucleico (RNA) è un composto chimico che esiste all'interno di cellule e virus. Nelle cellule, può essere suddiviso in tre categorie: ribosomiale (rRNA), messaggero (mRNA) e trasferimento (tRNA). Mentre tutti e tre i tipi di RNA si trovano nei ribosomi, le fabbriche di proteine ​​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 principale compartimento cellulare tra il nucleo e la membrana cellulare. I tre tipi di RNA, tuttavia, funzionano in concerto.

Che cos'è l'RNA?

L'mRNA e il tRNA esistono in catene costituite da blocchi elementari chiamati nucleotidi RNA. Ciascuno di questi nucleotidi di 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 anelli o a 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 connettono 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, ciascuno 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 denominati "accoppiamento di basi" e "trascrizione", in cui una catena di RNA viene depositata, insieme a una sezione di acido desossiribonucleico (DNA). Nei batteri e negli archaea, 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'eukarya, la sintesi dell'RNA avviene all'interno del nucleo, dove il DNA è impacchettato all'interno di uno o più cromosomi. Sia l'mRNA che il 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 accoppiamento di base.

Funzione di mRNA

Ogni molecola, o catena, di mRNA porta istruzioni su come collegare diversi "amminoacidi" in una catena peptidica, che diventa una proteina. Allo stesso modo in cui i nucleotidi sono elementi costitutivi dell'RNA, gli aminoacidi sono elementi costitutivi delle proteine. L'evoluzione ha prodotto un "codice genetico" in cui ciascuno dei 20 amminoacidi della vita è codificato da una serie di tre basi azotate in nucleotidi di RNA. Quindi, ciascuna tripletta di nucleotidi di RNA corrisponde a un amminoacido, e la sequenza di nucleotidi detta la sequenza di aminoacidi che sarà collegata alla catena di peptidi che produce una proteina. Mentre in alcuni casi un amminoacido può essere rappresentato da triplette di nucleotidi multipli, chiamate codoni, ciascun codone su RNA rappresenta solo un amminoacido. Per questo motivo, si dice che il codice genetico sia "degenerato".

Funzione di tRNA

Mentre l'mRNA contiene il "messaggio" su come sequenziare gli amminoacidi in una catena, il tRNA è il vero traduttore La traduzione della lingua dell'RNA nella lingua della proteina è possibile, perché ci sono molte forme di tRNA, ciascuna rappresentante un amminoacido (blocco di costruzione della proteina) e in grado di collegarsi con un codone di RNA. Così, ad esempio, la molecola di tRNA per l'amminoacido alanina ha un'area o sito di legame per l'alanina e un altro sito di legame per i tre nucleotidi dell'RNA, il codone, per l'alanina.

La traduzione si verifica nei ribosomi

Il processo di traduzione delle sequenze di codoni di RNA in sequenze di amminoacidi e quindi in proteine ​​specifiche in realtà è chiamato "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 di cassetta vecchio stile che si muove attraverso un lettore di nastri. Mentre l'mRNA passa attraverso, le molecole di tRNA che trasportano l'appropriato amminoacido si legano al codone di RNA a cui sono abbinate e la sequenza di amminoacidi è messa insieme.