Die Rolle der RNA bei der Proteinsynthese ist äußerst wichtig, da die Proteinsynthese ohne RNA nicht stattfinden könnte. Drei Formen von RNA existieren ausschließlich, um Proteine zu erzeugen. Durch einen Prozess, der als Translation bekannt ist, konstruiert die RNA die Proteine, die für die Erhaltung des Lebens notwendig sind. RNA spielt bei jedem Schritt der Translation eine Rolle, fungiert als Matrize für die Proteinsynthese und sammelt die notwendigen Komponenten, um Proteine zu konstruieren.
RNA existiert in allen lebenden Organismen; es ist eine wegwerfbare Kopie der genetischen Anweisungen, die in der DNA enthalten sind. Zellen erzeugen RNA durch einen Prozess, der als Transkription bekannt ist. Das vorübergehende Entpacken der DNA-Doppelhelix ermöglicht es der RNA-Polymerase, einen RNA-Einzelstrang herzustellen, der die Anweisungen für die Proteinsynthese enthält. In eukaryotischen Organismen, bei denen es sich fast ausschließlich um lebende Organismen handelt, verlässt die RNA den Zellkern, bevor sie mit der Translation beginnt. Bei sogenannten Prokaryoten, denen ein Zellkern fehlt, finden Transkription und Translation gleichzeitig nebeneinander statt.
Die Rolle der RNA bei der Proteinsynthese beginnt, wenn die Transkription endet und die genetischen Anweisungen für die Translation fertig sind. Dieser RNA-Strang, bekannt als Boten-RNA (mRNA), bindet an das Ribosom, eine Organelle innerhalb der Zelle. Das Ribosom besteht aus einem Molekül, das als ribosomale RNA (rRNA) bekannt ist. rRNA fungiert als „Fabrikboden“, in dem die Proteinsynthese stattfinden kann. Wenn rRNA und mRNA miteinander verbunden sind, kann eine Translation stattfinden.
Sobald sich der mRNA-Strang an ein rRNA-Molekül am Ribosom angeheftet hat, spielt ein drittes RNA-Molekül, die Transfer-RNA (tRNA), eine Rolle bei der Proteinsynthese. Viele tRNA-Moleküle sammeln die notwendigen Aminosäuren, die bereits im Zytoplasma der Zelle vorhanden sind. Nach den Anweisungen des mRNA-Strangs bringen tRNA-Moleküle die Aminosäuren an die richtige Stelle auf dem Protein. Das wachsende Protein beginnt als lange Polypeptidkette, bevor es sich auf sich selbst zu falten beginnt. Dieser Faltungsprozess erzeugt eine komplexe dreidimensionale Form, die von den Anweisungen der mRNA diktiert wird.
Die Rolle der RNA bei der Proteinsynthese hat noch andere Facetten. Neben den Anweisungen zur Herstellung eines Proteins enthält die mRNA auch die Anweisungen zum Beginn und zum Beenden der Proteinsynthese. Diese Marker im genetischen Code werden als Start- und Stoppcodons bezeichnet, eine einzigartige Reihe von drei Basenpaaren. Die anderen möglichen Kombinationen von Basenpaaren kodieren für spezifische Aminosäuren. Dieser einfache Prozess der RNA bei der Proteinsynthese hat einen doppelten Vorteil: Die Translation verläuft schnell und die Wahrscheinlichkeit, beim wachsenden Protein Fehler zu machen, ist geringer.
Um vor der Produktion fehlerhafter Proteine zu schützen, verfügt die RNA bei der Proteinsynthese über eingebaute Sicherheitsvorkehrungen, um Fehler zu korrigieren. Diese Aufgabe obliegt der rRNA und dem umgebenden Ribosom. Tritt ein Fehler auf, spaltet das Ribosom die falsche Aminosäure ab und wartet, bis ein tRNA-Molekül die richtige Aminosäure liefert. Der Übersetzungsprozess geht dann ungehemmt weiter.