In de celkern ligt het erfelijke materiaal als DNA op de chromosomen opgeslagen. Het DNA vormt de blauwdruk voor alle functies die een cel kan uitvoeren. Om deze blauwdruk functioneel te laten worden, moet de boodschap worden overgebracht naar de uitvoerende organellen van de cel. Deze boodschap wordt overgedragen door RNA (RiboNucleic Acid). Om deze boodschap over te dragen moet RNA gemaakt (RNA-replicatie) worden.
Bouw van RNA
RNA is een macomolecuul en lijkt sterk op DNA. Net als DNA bestaat ook RNA uit aan elkaar gekoppelde nucleïnezuren, ook wel nucleotiden genoemd. Net als DNA bestaat RNA uit een fosfaatgroep een monosacharide (ribose) en een base. Er zijn in totaal vier basen; adenine (A), cytosine (C), guanine (G) en uracil (U). RNA lijkt dus sterk op DNA. Er zijn echter ook belangrijke verschillen tussen DNA en RNA. De verschillen tussen DNA en RNA zijn:
- RNA bestaat meestal uit een enkele keten. DNA bestaat uit twee complementaire ketens
- RNA bestaat uit veel minder nucleotiden. DNA bestaat uit 250 miljoen nucleotiden. RNA bestaat maar uit enkele duizenden nucleotiden
- RNA bevat de base U in plaats van thymine (T) die in DNA voorkomt
- DNA bevat de monosacharide desoxyribose. RNA bevat de monosacharide ribose
- RNA heeft ook andere functies dan het overdragen van genetische informatie
De verschillende soorten en functies van RNA
De bekendste soorten van RNA zijn:
- mRNA. mRNA is messengerRNA. Dit RNA ontstaat na de transcriptie van DNA. mRNA wordt gebruikt als bouwinstructie voor het maken van eiwitten door de cel
- tRNA. tRNA is transferRNA. tRNA wordt gebruikt voor het overdragen en koppelen van aminozuren aan elkaar
- rRNA. rRNA is ribosomaal. De ribosomen die mede verantwoordelijk zijn voor het produceren van eiwitten bestaan uit rRNA
- miRNA. miRNA oftewel primase A speelt een belangrijke tol bij het activeren van genen in het DNA
RNA-replicatie; het maken van RNA
De belangrijkste functie van RNA is het verzorgen van een bouwinstructie voor eiwitten die mede door de ribosomen uit afzonderlijke aminozuren worden gemaakt. De bouwinstructie bestaat uit RNA. Dit RNA wordt mRNA genoemd. De ribosomen bestaan uit RNA. Dit RNA wordt rRNA genoemd. Het RNA wat aan de afzonderlijke aminozuren vast zit, wordt tRNA genoemd.
De RNA-replicatie lijkt sterk op de DNA-replicatie. Echter bij de RNA-replicatie ontstaat geen dubbele helix, maar een enkele RNA-streng. Ook wordt er geen desoxyribose in het RNA ingebouwd maar het monosacharide ribose. Verder is de RNA-keten een stuk korter en wordt als base uracil in plaats van thymine ingebouwd. Tenslotte wordt het RNA niet proefgelezen in tegenstelling tot het DNA. Om deze reden ontstaan er meer fouten in de RNA-replicatie (1 op de 10000 nucleotiden die worden gerepliceerd), dan bij de DNA-replicatie (1 op de 1 miljard nucleotiden die worden gerepliceerd).
Hieronder wordt toegelicht hoe stapsgewijs de RNA-replicatie verloopt:
- Bij de RNA-replicatie wordt de dubbele DNA-helix door een initiatoreiwit bij een A-T-basenpaar opengebroken
- RNA-polymerase leest het DNA
- RNA-polymerase koppelt complementaire nucleotiden aan elkaar. Voor het koppelen van deze nucleotiden is energie nodig. Deze energie wordt geleverd door energierijke verbindingen waar de desbetreffende nucleotiden aanvankelijk aan vastzitten. Deze energierijke verbindingen zijn UTP (uraciltrifosfaat), GTP (guaninetrifosfaat), ATP (adeninetrifosfaat) en CTP (cytosinetrifosfaat)
- Het fosfaat wat bij de koppeling vrijkomt van de nucleotiden, wordt aan ribose gekoppeld
Bronnen:
JE. Hall, 2013, Pocket Companion to Textbook of Medical Physiology, Elsevier Inc
GA Thibodeau, Patton KT 2012, Anatomy & Physiology, Mosby/Elsevier
EN Marieb, Hoehn K 2012, Human Anatomy & Physiology, Pearson/Benjamin Cummings
