RNK

RNK (ribonukleinska kiselina) je, kao i DNK, građena od nukleotida - baze, šećera i fosfatne grupe - ali se od nje razlikuje na nekoliko ključnih mjesta koji joj daju sasvim drugačiju ulogu u ćeliji.

Riboza umjesto dezoksiriboze. Šećer u RNK je riboza, koja za razliku od dezoksiriboze ima hidroksilnu (OH) grupu na 2' ugljeniku. Ta naizgled sitna razlika ima veliku hemijsku posljedicu: taj dodatni kiseonik čini RNK znatno manje stabilnom od DNK. Kod fleksibilnijih, nesparenih dijelova molekule, 2'-OH grupa može hemijski napasti susjednu fosfodiestarsku vezu i presjeći lanac - zato se RNK lakše razgrađuje nego DNK.

Uracil umjesto timina. RNK koristi četiri baze: adenin, gvanin, citozin i uracil (U), umjesto timina. Uracil je hemijski nemetilovan oblik timina (timin je uracil sa dodatom metilnom grupom).

Obično jednolančana. Za razliku od DNK, koja je skoro uvijek dvolančana dvostruka uzvojnica, RNK je obično jednolančana molekula. To ne znači da RNK nikad ne formira dvolančane strukture - vidi "Česta zabuna" ispod.

Tri glavna tipa RNK nastaju tokom prepisivanja (transkripcije) DNK i imaju različite uloge:

Glasnička RNK (mRNK) je pokretna kopija jednog ili više gena. Prenosi genetsku informaciju sa DNK do ribozoma, koji tu informaciju čitaju i koriste da poređaju aminokiseline u protein.
Transportna RNK (tRNK) je adaptorska molekula koja povezuje jezik RNK sa jezikom proteina: jedan kraj nosi specifičnu aminokiselinu, drugi kraj (antikodon) prepoznaje odgovarajuću trojku baza (kodon) na mRNK. Zavisno od vrste, u citoplazmi postoji između 40 i 60 tipova tRNK.
Ribozomalna RNK (rRNK) čini otprilike polovinu mase ribozoma i, zajedno sa proteinima, gradi njegovu strukturu. Neki dijelovi rRNK su čisto strukturni, dok drugi imaju katalitičku ili vezujuću ulogu u samoj sintezi proteina.

Postoje i druge, manje poznate RNK - male nuklearne RNK (učestvuju u obradi mRNK) i regulatorne RNK poput mikroRNK i siRNK, koje utiču na to koliko će se aktivno neki gen koristiti.

Sekundarna struktura. Iako je jednolančana, molekula RNK se često savija nazad na samu sebe: dijelovi jedne trake mogu se komplementarno spariti sa drugim dijelom iste trake, gradeći lokalne dvolančane petlje. Kod tRNK, upravo to intramolekularno vezivanje daje molekuli prepoznatljiv trodimenzionalni oblik, sa mjestom za vezivanje aminokiseline na jednom kraju i antikodonom na drugom.

Česta zabuna

"RNK je jednolančana, DNK je dvolančana" je korisno pravilo, ali nije apsolutno. Dva konkretna izuzetka: prvo, neki virusi (npr. rotavirus, uzročnik dječijeg gastroenteritisa) imaju dvolančanu RNK kao svoj genetski materijal. Drugo, svaka tRNK molekula je tehnički jedna jedina traka, ali se ta ista traka savija i sparuje sama sa sobom, formirajući lokalne dvolančane regione (vidi gore). "Jednolančano" i "dvolančano" nisu uvijek osobina cijele molekule - mogu biti osobina samo jednog njenog dijela.

Klinička korelacija

Za razliku od ćelija, koje čuvaju genetski materijal isključivo kao DNK, mnogi virusi koriste RNK kao svoj genom. Da bi se razmnožili, RNK virusi moraju sami da kodiraju enzime za kopiranje RNK - nešto što ćelija domaćin normalno ne radi. Ti enzimi prave greške pri kopiranju češće nego DNK polimeraze ćelije, pa RNK virusi mutiraju i prilagođavaju se brže od DNK virusa. Poznati primjeri: obična prehlada, dječiji gastroenteritis (rotavirus), bjesnilo i HIV su svi uzrokovani virusima sa RNK genomom, ali svaki pripada drugoj podgrupi (dsRNK, ssRNK pozitivnog ili negativnog polariteta) prema tome kako se njihova RNK koristi za proizvodnju proteina. HIV je poseban po tome što nosi enzim reverznu transkriptazu, kojim svoju RNK prepisuje u DNK i ugrađuje u genom zaražene ćelije - to nije uobičajen put za RNK viruse, koji obično kopiraju RNK direktno u RNK.

Izvori

OpenStax Biology, 1. izdanje (2016), pog. 15 (Genes and Proteins, 15.1-15.5) i 21.1 (Viral Evolution, Morphology, and Classification)
Wikipedia: RNA (unakrsna provjera i dopuna za hemijski kontekst 2'-OH stabilnosti i odnosa uracil/timin, koje OpenStax ne razrađuje)