Messenger-Ribonukleinsäure, allgemein als Messenger-RNA oder mRNA bezeichnet, ist ein RNA-Molekül, das einen chemischen „Bauplan“ für die Synthese eines Proteins kodiert. Messenger-RNA enthält eine Kopie der genetischen Daten, die auf einem DNA-Strang enthalten sind. DNA enthält die Summe der primären genetischen Informationen einer Zelle und wird im Zellkern gespeichert. mRNA transportiert diese Daten aus dem Zellkern in das Zytoplasma einer Zelle, wo Proteine zusammengesetzt werden können.
Messenger-RNA ist einzelsträngig, im Gegensatz zu DNA, die aus zwei Strängen besteht, die in einer Doppelhelix angeordnet sind. mRNA-Moleküle bestehen wie DNA aus Nukleotiden, den Bausteinen von Nukleinsäuren. Verschiedene Nukleotide liefern, wenn sie in bestimmten Sequenzen angeordnet sind, den Matrizencode, der für die Produktion von Proteinen verwendet wird. Triplettgruppen von drei Nukleotiden auf einem mRNA-Strang werden als Codons bezeichnet; jedes Codon enthält den Code für eine einzelne Aminosäure. Proteine bestehen aus Aminosäuren.
Es gibt vier verschiedene Nukleotide, die auf einem Strang der Messenger-RNA vorkommen können: Adenin, Uracil, Guanin und Cytosin. Aus diesem Grund gibt es 64 mögliche Triplettgruppen oder Codons, die Matrizen für verschiedene Aminosäuren enthalten. Es gibt jedoch nur 20 verschiedene Aminosäuren; einige Codons kodieren für die gleichen Aminosäuren. Wissenschaftler haben identifiziert, für welche Aminosäure jedes Codon auf einem mRNA-Strang eine Vorlage bietet. Das Uracil-Adenin-Guanin-Codon zum Beispiel kodiert für eine Aminosäure, die das Ende der Protein-Matrize signalisiert.
Die genetische Information von der DNA wird durch einen Prozess namens Transkription, der drei Schritte umfasst, auf die Boten-RNA übertragen. Bei der Initiation wird die Doppelhelix der DNA in zwei separate Stränge „entpackt“. Als nächstes folgt die Elongation, bei der mRNA-Nukleotide von Proteinen zusammengesetzt werden, wobei ein Strang der entpackten DNA als Matrize verwendet wird. Dieses Stadium ähnelt dem Prozess, bei dem sich die DNA teilt und repliziert. Die Transkription endet mit der Terminationsphase, in der die Assemblierungsproteine eine Reihe von Nukleotiden erreichen, die ihnen signalisieren, die Anlagerung an die Boten-RNA zu beenden.
Nach der Transkription wird die Boten-RNA durch weitere Proteine modifiziert, sodass sie vollständig bereit ist, als genetische Vorlage für ein Protein zu dienen. Der Prozess, bei dem die Boten-RNA-Vorlage interpretiert und Proteine produziert werden, wird als Translation bezeichnet. Die Translation erfolgt in Ribosomen, spezialisierten Zellkörpern, die Proteine produzieren. Die Ribosomen produzieren Aminosäuren basierend auf den Matrizen, die von den Codons in der mRNA vorgegeben werden. Chemische Wechselwirkungen zwischen diesen Aminosäuren verleihen ihnen die Struktur, die es ihnen ermöglicht, als Proteine zu fungieren, die für fast jedes lebende System essentiell sind.