RNA چیست؟ تعریف، انواع و نقش RNA در سلول + مثال

RNA که مخفف عبارت ریبونوکلئیک اسید (Ribonucleic acid) است، نوعی بیوپلیمر حیاتی در سلول‌های زنده محسوب می‌شود. این مولکول نقش‌های متعددی از جمله کدگذاری، رمزگشایی، تنظیم و بیان ژن‌ها را بر عهده دارد. RNA انواع مختلفی دارد که از مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به mRNA (RNA پیام‌رسان)، tRNA (RNA ناقل) و rRNA (RNA ریبوزومی) اشاره کرد.

به طور خلاصه، RNA حاوی کدهایی برای توالی اسیدهای آمینه است. این اسیدهای آمینه با هم ترکیب شده و پروتئین‌ها را می‌سازند. در واقع، RNA در فرآیند تولید پروتئین، به عنوان یک واسطه عمل می‌کند؛ به این صورت که کد ژنتیکی موجود در DNA را رونویسی کرده و سپس آن را به پروتئین ترجمه می‌کند. بنابراین، RNA نقش کلیدی در سنتز پروتئین و در نتیجه، عملکرد صحیح سلول ایفا می‌کند.

ساختار RNA: اجزا و ویژگی‌ها

RNA از واحدهایی به نام نوکلئوتید تشکیل شده است. هر نوکلئوتید از سه بخش اصلی تشکیل می‌شود: یک قند ریبوز، یک باز آلی (پورین یا پیریمیدین) و یک گروه فسفات. اتم‌های کربن قند ریبوز از 1' تا 5' شماره‌گذاری می‌شوند. بازهای آلی متصل به کربن 1' قند، شامل آدنین (A)، گوانین (G)، یوراسیل (U) و سیتوزین (C) هستند. اگرچه رونویسی RNA با این چهار باز اصلی انجام می‌شود، اما این بازها معمولاً تغییر یافته و بیش از 100 باز دیگر را ایجاد می‌کنند.

گروه فسفات متصل به کربن 3' یک ریبوز، به کربن 5' ریبوز بعدی متصل می‌شود. از آنجا که گروه‌های فسفات دارای بار منفی هستند، RNA نیز مولکولی با بار الکتریکی است. بین بازهای آدنین و یوراسیل، گوانین و سیتوزین و همچنین گوانین و یوراسیل پیوندهای هیدروژنی تشکیل می‌شود. این پیوندها باعث ایجاد ساختارهای ثانویه مانند حلقه‌های سنجاق سری (hairpin loops)، حلقه‌های داخلی (internal loops) و برآمدگی‌ها (bulges) در ساختار RNA می‌شوند.

تفاوت‌های RNA و DNA

RNA و DNA هر دو اسید نوکلئیک هستند، اما تفاوت‌هایی کلیدی با هم دارند. قند موجود در RNA ریبوز است، در حالی که در DNA، قند دئوکسی‌ریبوز است. ریبوز یک گروه هیدروکسیل اضافی دارد که باعث ناپایداری بیشتر RNA نسبت به DNA می‌شود. بازهای آلی موجود در RNA شامل آدنین، یوراسیل، گوانین و سیتوزین هستند، در حالی که در DNA از بازهای آدنین، تیمین، گوانین و سیتوزین استفاده می‌شود. RNA معمولاً به صورت تک‌رشته‌ای است، در حالی که DNA یک مارپیچ دو رشته‌ای است. با این حال، مولکول RNA اغلب حاوی بخش‌های کوتاهی از مارپیچ‌ها است که مولکول را روی خودش تا می‌کند. این ساختار فشرده به RNA این امکان را می‌دهد تا مانند پروتئین‌ها، به عنوان یک کاتالیزور عمل کند. به طور کلی، طول رشته‌های نوکلئوتیدی RNA معمولاً کوتاه‌تر از DNA است.

انواع RNA و وظایف آن‌ها

سه نوع اصلی RNA در سلول وجود دارد که هر کدام نقش مهمی ایفا می‌کنند:

• mRNA (RNA پیام‌رسان): این نوع RNA اطلاعات ژنتیکی را از DNA به ریبوزوم‌ها منتقل می‌کند. ریبوزوم‌ها محل ترجمه این اطلاعات به پروتئین‌ها هستند. mRNA نوعی RNA کدگذار محسوب می‌شود. هر سه نوکلئوتید متوالی در mRNA یک کدون را تشکیل می‌دهند که معرف یک اسید آمینه خاص است. اتصال اسیدهای آمینه به یکدیگر و انجام تغییرات پس از ترجمه، منجر به تشکیل پروتئین می‌شود.
• tRNA (RNA ناقل): tRNA زنجیره‌ای کوتاه (حدود 80 نوکلئوتید) است که اسیدهای آمینه تازه تشکیل شده را به انتهای زنجیره پلی‌پپتیدی در حال رشد منتقل می‌کند. هر مولکول tRNA دارای یک بخش آنتی‌کدون است که کدون‌های مربوط به اسید آمینه خود را در mRNA شناسایی می‌کند. همچنین، این مولکول دارای محل‌های اتصال اسید آمینه نیز می‌باشد.
• rRNA (RNA ریبوزومی): rRNA نوع دیگری از RNA است که با ریبوزوم‌ها همراه است. در انسان‌ها و سایر یوکاریوت‌ها، چهار نوع rRNA وجود دارد: 5S، 5.8S، 18S و 28S. rRNA در هستک (nucleolus) و سیتوپلاسم سلول سنتز می‌شود. rRNA با پروتئین ترکیب شده و ریبوزوم را در سیتوپلاسم تشکیل می‌دهد. سپس ریبوزوم‌ها به mRNA متصل شده و سنتز پروتئین را انجام می‌دهند.

سایر انواع RNA

علاوه بر mRNA، tRNA و rRNA، انواع دیگری از اسید ریبونوکلئیک نیز در موجودات زنده یافت می‌شوند. یکی از راه‌های دسته‌بندی آن‌ها، بر اساس نقش آن‌ها در سنتز پروتئین، تکثیر DNA، اصلاح پس از رونویسی، تنظیم ژن یا انگلی بودن است. برخی از این انواع دیگر RNA عبارتند از:

• tmRNA (RNA ناقل-پیام‌رسان): این نوع RNA در باکتری‌ها یافت می‌شود و ریبوزوم‌های متوقف شده را دوباره راه‌اندازی می‌کند.
• snRNA (RNA هسته‌ای کوچک): این نوع RNA در یوکاریوت‌ها و آرکئاباکتری‌ها یافت می‌شود و در اسپلیسینگ (splicing) نقش دارد.
• TERC (اجزای RNA تلومراز): این نوع RNA در یوکاریوت‌ها یافت می‌شود و در سنتز تلومر نقش دارد.
• eRNA (RNA تقویت‌کننده): این نوع RNA بخشی از تنظیم ژن است.
• Retrotransposons (رتروترانسپوزون‌ها): نوعی RNA انگلی خودتکثیرشونده هستند.