RNA: Τι είναι και σε τι διαφέρει από το DNA;

Ο όρος RNA είναι ένα αγγλικό αρκτικόλεξο (ή ακρωνύμιο).

28 Νοεμβρίου 2019

RNA: Τι είναι και σε τι διαφέρει από το DNA;

Ο πλήρης επιστημονικός όρος είναι Ribo – Nucleic Acid/ RNA), ο οποίος αποδίδεται στα Ελληνικά ως Ριβονουκλεϊκό Οξύ (ή επί το «ορθότερο» Ριβοζονουκλεϊκό Οξύ).

Ποια είναι η δομή του RNA;

Όπως και το DNA, έτσι και το RNA είναι ένα μόριο, που αποτελείται από «δομικές μονάδες», που ονομάζονται νουκλεοτίδια, όπως αυτό, που βλέπουμε στην παρακάτω εικόνα.

Κάθε νουκλεοτίδιο αποτελείται από 3 μόρια: ένα κεντρικό μόριο σακχάρου, που στην περίπτωση αυτή ονομάζεται Ριβόζη (στο DNA το σάκχαρο είναι Δεοξυριβόζη), το οποίο συνδέεται με ένα μόριο, που ονομάζεται «φωσφορική ομάδα» και ένα μόριο, που ονομάζεται «αζωτούχος βάση».

Πολλά νουκλεοτίδια ενώνονται, όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα και σχηματίζουν μία πολυνουκλεοτιδική αλυσίδα.

Πρακτικά, ένα μόριο σακχάρου ενός νουκλεοτιδίου ενώνεται μέσω της φωσφορικής του ομάδας με το μόριο σακχάρου του επόμενου νουκλεοτιδίου κ.ο.κ..

Το ολοκληρωμένο μόριο του RNA σε αντίθεση με το μόριο του DNA, δεν αποτελείται από δύο παράλληλες πολυνουκλεοτιδικές αλυσίδες, αλλά από μόνο μία αλυσίδα.

Οι αζωτούχες βάσεις του RNA είναι τέσσερεις:

Αδενίνη
Ουρακίλη (αντί για Θυμίνη του DNA)
Κυτοσίνη
Γουανίνη

Ποια είναι η θέση του RNA στη «ροή της γενετικής πληροφορίας»;

Η γενετική πληροφορία βρίσκεται «αποθηκευμένη» στην αλληλουχία των βάσεων του DNA (δηλαδή στη σειρά των αζωτούχων βάσεων στο μόριο του DNA).

Με βάση τη γενετική πληροφορία καθορίζεται η λειτουργία εκάστου κυττάρου και κατ’ επέκτασιν και ολόκληρου του οργανισμού.

Η «ροή της γενετικής πληροφορίας» απεικονίζεται παρακάτω:

Το DNA μέσω της διαδικασίας, που ονομάζεται αντιγραφή «διπλασιάζεται», ώστε να διαμοιραστεί εξίσου μεταξύ των δύο κυττάρων, που θα προκύψουν από την κυτταρική διαίρεση
Το DNA μεταγράφεται σε ένα παρόμοιο μόριο, το οποίο ονομάζεται RNA.
Το RNA μεταφράζεται σε πρωτεΐνες, που είναι τα μόρια, τα οποία ρυθμίζουν τη λειτουργία του κυττάρου και κατ’ επέκτασιν και ολόκληρου του οργανισμού.

Επομένως, υπό μίαν έννοια το RNA δρα ως ένας «ενδιάμεσος» μεταξύ του DNA, που είναι το «μόριο αποθήκευσης» της γενετικής πληροφορίας και της πρωτεΐνης, που είναι ο καθαυτός «εκτελεστής» της γενετικής πληροφορίας, δηλαδή το μόριο δια του οποίου η πληροφορία γίνεται συγκεκριμένη δράση.

Πώς το DNA μεταγράφεται σε RNA;

Η μεταγραφή του DNA σε RNA απεικονίζεται σχηματικά παρακάτω.

Η διπλή έλικα του DNA ανοίγει, όπως συμβαίνει και στην αρχή της αντιγραφής του μορίου.
Μόνον η μία εκ των δύο αλυσίδων του DNA (πάντα η ίδια) μεταγράφεται σε RNA.
Απέναντι από κάθε νουκλεοτίδιο DNA έρχεται ένα «συμπληρωματικό» νουκλεοτίδιο RNA.

Συγκεκριμένα:

Αν το νουκλεοτίδιο DNA έχει Αδενίνη, απέναντί του έχουμε νουκλεοτίδιο RNA με Ουρακίλη.
Αν το νουκλεοτίδιο DNA έχει Θυμίνη, απέναντί του έχουμε νουκλεοτίδιο RNA με Αδενίνη.
Αν το νουκλεοτίδιο DNA έχει Γουανίνη, απέναντί του έχουμε νουκλεοτίδιο RNA με Κυτοσίνη.
Αν το νουκλεοτίδιο DNA έχει Κυτοσίνη, απέναντί του έχουμε νουκλεοτίδιο RNA με Γουανίνη

4. Τα νουκλεοτίδια RNA ενώνονται και σχηματίζουν ένα μόριο RNA.
5. Έχουμε το σχηματισμό ενός «υβριδικού μορίου» DNA – RNA.
6. Το RNA απελευθερώνεται και η διπλή έλικα του DNA σχηματίζεται ξανά.
Η μεταγραφή του DNA αρχίζει και σταματά πάντα σε προκαθορισμένα σημεία του μορίου.

Όλο το DNA μπορεί να μεταγραφεί σε RNA;

Υπάρχουν εκτιμήσεις, που καταδεικνύουν, ότι μόνον το 25% με 30% του DNA, που εντοπίζεται στον πυρήνα του κυττάρου συμμετέχει στη διαδικασία της μεταγραφής. Κάποιοι ερευνητές χαρακτηρίζουν του υπόλοιπο 70% με 75% του DNA ως «σαβούρα», που συσσωρεύτηκε κατά τη διάρκεια της εξέλιξης και είτε δεν έχει εμφανείς λειτουργίες, είτε αυτές δεν μας είναι ακόμα γνωστές.

Δύο ενδιαφέροντα στοιχεία για το RNA…

Υπάρχουν ιοί, όπως είναι οι διάφοροι ιοί της γρίπης ή ο ιός του A.I.D.S (ο γνωστός H.I.V.), οι οποίοι δεν έχουν ως «μόριο αποθήκευσης» της γενετικής πληροφορίας το DNA, αλλά το RNA.
Σύμφωνα με μία θεωρία τα πρώτα κύτταρα, πριν από εκατομμύρια χρόνια είχαν σαν μόριο αποθήκευσης της γενετικής πληροφορίας το RNA, ενώ τα κύτταρα με DNA επικράτησαν πολύ αργότερα.

Δρ ΜΕΝΕΛΑΟΣ ΚΩΝ. ΛΥΓΝΟΣ, MSc, PhD
ΜΑΙΕΥΤΗΡ ΧΕΙΡΟΥΡΓΟΣ ΓΥΝΑΙΚΟΛΟΓΟΣ
Master of Science University College London
Διδάκτωρ Μαιευτικής Γυναικολογίας
www.eleftheia.gr