อาร์เอ็นเอ

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี

กรดไรโบนิวคลีอิก หรือ อาร์เอ็นเอ (Ribonucleic acid - RNA) เป็นพอลิเมอร์ของกรดนิวคลีอิกที่ประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์ (nucleotide) เชื่อมต่อกันด้วยพันธะโคเวเลนต์ อาร์เอ็นเอนิวคลีโอไทด์ประกอบด้วยวงแหวนไรโบส (ribose) ซึ่งแตกต่างจากดีเอ็นเอที่ประกอบด้วยวงแหวนดีออกซีไรโบส (deoxyribose) อาร์เอ็นเอเกิดจากการคัดสำเนาข้อมูลจากดีเอ็นเอโดยเอนไซม์อาร์เอ็นเอพอลิเมอเรส แล้วเข้ากระบวนการต่อเนื่องโดยเอนไซม์อื่นๆ อีก อาร์เอ็นเอจะทำหน้าที่เหมือนแม่แบบสำหรับแปลข้อมูลจากยีน ไปเป็นข้อมูลในโปรตีน แล้วขนย้ายกรดอะมิโนเข้าไปในไรโบโซม (ribosome) เพื่อผลิตโปรตีน และแปลข้อความไปเป็นสำเนาข้อมูล (transcript) ในโปรตีน

[แก้] ประวัติ

ค.ศ. 1869 ค้นพบกรดนิวคลีอิก โดย โยฮันน์ ไมเชอร์ (Johann Friedrich Miescher (1844-1895)) เมื่อแรกพบเขาเรียกวัตถุนี้ว่า นิวคลีอิน (nuclein) เพราะว่าเขาพบมันในนิวเคลียส ต่อเขาพบว่ามันก็มีในเซลล์ประเภทโพรแคริโอตซึ่งไม่มีนิวเคลียสด้วย
ค.ศ. 1939 เข้าใจหน้าที่ของอาร์เอ็นเอในการสังเคราะห์โปรตีน โดยการศึกษาทดลองของ ทอร์บเยิร์น คาสเพอร์สัน (Torbjörn Oskar Caspersson), ชอง บราเช (Jean Brachet) และแจ็ก ชูลตซ์ (Jack Schultz)
ค.ศ. 1964 พบช่วงต่อ (sequence) ของนิวคลีโอไทด์ 77 ตัว ใน tRNA ของยีสต์ โดย รอเบิร์ต ฮอลลีย์ (Robert W. Holley)
ค.ศ. 1968 รอเบิร์ต ฮอลลีย์ ได้รับรางวัลโนเบลสาขาการแพทย์

[แก้] โครงสร้างทางเคมี

RNA ถูกสร้างเริ่มแรกจากด่าง (bases) แตกต่างกัน 4 ชนิด คือ

อะดีโนซีน (adenine)
กัวนีน (guanine)
ไซโตซีน (cytosine)
ยูราซิล (uracil)

ด่าง 3 ตัวแรกเหมือนกับที่พบในDNA แต่ ยูราซิล มาแทนที่ไทมีน (thymine) โดยจะเชื่อมต่อกับ อะดีโนซีน ด่างตัวนี้เป็นสารประกอบ ไพริมิดีน (pyrimidine) ด้วย และมีความคล้ายกับ ไทมีน (thymine) ยูราซิลมีพลังของการทำงานน้อยกว่า ไทมีน อย่างไรก็ดีใน DNA ยูราซิลจะถูกผลิตโดยการสลายตัวทางเคมีของ ไซโตซีน ดังนั้นจึงสามารถตรวจพบ ไทมีน จึงสรุปว่า

ยูราซิลถูกจัดสรรไว้สำหรับ RNA ที่ซึ่งปริมาณมีความสำคัญแต่ช่วงอายุสั้น
ไทมีนถูกจัดสรรไว้สำหรับ DNA ที่ซึ่งการรักษาช่วงตอน (sequence) ของโครงสร้างโมเลกุลมีความสำคัญ

พบว่ามีการดัดแปลงด่างจำนวนมากใน RNA ซึ่งมีบทบาทแตกต่างกันมากมาย ซูโดยูริดีน (Pseudouridine) และ ด่าง ดีเอ็นเอ ไทมิดีน (thymidine) ถูกพบในหลายที่ แต่ที่มีมากอยู่ใน ทีซี ลูป (TC loop) ของทุก tRNA ในธรรมชาติพบว่ามีการปรับเปลี่ยนด่างเป็น 100 กรณี ที่เรายังไม่เข้าใจดีนัก

[แก้] การเปรียบเทียบระหว่าง RNA และ DNA

ไม่เหมือน DNA RNA เป็นโมเลกุลเกลียวเดี่ยว และมีโซ่นิวคลิโอไทด์สั้นกว่า RNA มีน้ำตาลไรโบส (ribose) ในขณะที่DNA เป็น ดีออกซิไรโบส (deoxyribose) (มี ไฮดรอกซิล กรุป เชื่อมต่อกับวงแหวนเพนโตส ที่ตำแหน่ง 2' ซึ่งใน DNA มี ไฮโดรเจน อะตอมแทนไฮดรอกซิล กรุป) ไฮดรอกซิล กรุป นี้จะทำให้ RNAมีสเถียรภาพน้อยกว่า DNA เพราะมันง่ายที่จะถูก ไฮโดรไลสิส RNA หลายประเภท (tRNA, rRNA) มี เซกคอนดารีสตรักเจอร์ (secondary structure) ซึ่งช่วยให้มันมรสเถียรภาพมากขึ้น

[แก้] การสังเคราะห์

การสังเคราะห์ RNA ถูกเร่งปฏิกิริยาโดย เอนไซม์ อาร์เอ็นเอ พอลิเมอเรส (RNA polymerase) ใช้ DNA เป็นแม่แบบ เริ่มต้นการสังเคราะห์โดยการเชื่อมต่อกับเอนไซม์ตรงตำแหน่ง โปรโมเตอร์ (promoter)ซีเควนซ์ (sequence) ใน DNA (ตามธรรมดาพบ "อัพสตรีม" (upstream) ของ ยีน)DNA ดับเบิลเฮลิกซ์จะคลายตัวออกโดยการทำงานของเอนไซม์ เฮลิเคส (helicase) แล้วเอนไซม์จะเคลื่อนไปตามแม่แบบเกลียวในทิศทางจาก 3’ -> 5’ และการสังเคราะห์โมเลกุลของ RNA จะมีทิศทางจาก 5’ -> 3’