Ein biologisch wichtiges Molekül, Ribonukleinsäure (RNA), ähnelt in mancher Hinsicht der Desoxyribonukleinsäure (DNA), weist jedoch einige wichtige strukturelle und funktionelle Unterschiede auf. Es gibt verschiedene Arten von Ribonukleinsäuren, von denen jede eine andere Rolle innerhalb der Zelle spielt. Ribonukleinsäuren erfüllen mehrere wesentliche Aufgaben bei der Proteinsynthese und sind an der Genregulation beteiligt.
RNA und DNA werden beide Nukleinsäuren genannt und haben eine ähnliche Grundstruktur. Beide Arten von Nukleinsäuren bestehen aus Einheiten, die Nukleotide genannt werden. Jedes Nukleotid besteht aus drei Molekülen: einem Phosphat, einem Zucker und einer stickstoffhaltigen Base. Es gibt mehrere verschiedene stickstoffhaltige Basen, und es ist die Sequenz dieser Moleküle, die es DNA und RNA ermöglicht, Informationen über die langfristige und tägliche Erhaltung der Zelle zu speichern und zu übertragen.
Obwohl sie einige Ähnlichkeiten aufweisen, unterscheiden sich Ribonukleinsäure- und Desoxyribonukleinsäure-Moleküle in drei wichtigen Punkten. Erstens ist ein RNA-Molekül einzelsträngig, während DNA ein doppelsträngiges Molekül ist. Zweitens enthält RNA einen Zucker namens Ribose und DNA enthält einen Zucker namens Desoxyribose. Der dritte Unterschied besteht darin, dass in der DNA das komplementäre Basenpaar für Adenin Thymin ist; wohingegen in RNA das Basenpaar für Adenin eine modifizierte Version von Thymin ist, die als Uracil bekannt ist.
Es gibt drei Haupttypen von Ribonukleinsäure. Dies sind Transfer-RNA (tRNA), Messenger-RNA (mRNA) und ribosomale RNA (rRNA). Diese drei Moleküle sind strukturell ähnlich, erfüllen aber sehr unterschiedliche Funktionen.
Messenger-RNA ist das Produkt eines Prozesses namens Transkription. Bei diesem Prozess wird der genetische Code eines DNA-Abschnitts kopiert, was zur Synthese eines mRNA-Moleküls führt. Die mRNA ist eine exakte Kopie eines DNA-Abschnitts, der für ein einzelnes Protein kodiert. Diese mRNA wandert nach ihrer Herstellung vom Zellkern ins Zytoplasma, wo sie mit Hilfe einer anderen Ribonukleinsäure einen neuen zellulären Prozess durchläuft.
Im Zytoplasma der Zelle kommt die mRNA mit Transfer-RNA-Molekülen in Kontakt. Transfer-RNA hilft bei der Herstellung von Proteinen, indem sie Aminosäuren zum Ort der Proteinsynthese transportiert. Die tRNA verwendet mRNA-Moleküle als Vorlage für den Aufbau des Proteins, indem sie das mRNA-Molekül „liest“, um die Reihenfolge zu bestimmen, in der Aminosäuren in der Proteinkette platziert werden. Dieser Vorgang wird als Übersetzung bezeichnet.
Der dritte RNA-Typ, ribosomale RNA, ist die Stelle, an der die Translation stattfindet. Ribosomale RNA-Moleküle sind die Stelle, an der mRNA in Proteine übersetzt wird. Ribosomale RNA hilft bei diesem Prozess, indem sie sowohl mit Boten- als auch Transfer-RNA-Molekülen interagiert und als Ort der Enzymaktivität fungiert.
Andere Arten von Ribonukleinsäure umfassen Mikro-RNA und doppelsträngige RNA. Mikro-RNA wird von Zellen verwendet, um die Transkription von Boten-RNA zu regulieren, und kann die Geschwindigkeit, mit der ein bestimmtes Gen in Proteine umgewandelt wird, sowohl erhöhen als auch verringern. Doppelsträngige RNA, die in bestimmten Virenarten vorkommt, kann in Zellen eindringen und Translations- und Transkriptionsprozesse stören, indem sie ähnlich wie Mikro-RNA wirkt.