Polimeri nukleinskih kislin

Nukleinske kisline so biološke molekule bistvenega pomena za življenje. Mednje spadata DNA (deoksiribonukleinsko kislino) in RNA (riboksinukleinska kislina). Nukleinske kisline predstavljajo najpomembnejše makromolekule, saj jih je v izobilju v vseh živih bitjih. Osnovni gradniki nukleinskih kislin so nukleotidi [1]. To so molekule sestavljene iz fosfatne skupine, sladkorja (deoksiriboze pri DNA oz. riboze pri RNA) in organske dušikove baze: adenina, gvanina, citozina, timina (pri molekuli DNA) ali uracila (pri molekuli RNA). V molekuli DNA (in v določenih segmentih RNA) se nukleotidi med seboj povezujejo z vodikovimi vezmi preko komplementarnih baznih parov. Komplementarna bazna para sta gvanin in citozin in se povezujeta s tremi vodikovimi vezmi, medtem ko se adenin in timin (oz. uracil pri RNA) povezujeta z dvema. Nukleinske kisline se lahko razlikujejo po velikosti, na splošno pa so to zelo velike molekule (DNA je največja poznana molekula). Dobro raziskane biološke molekule nukleinskih kisli segajo po velikosti od tistih najmanjših, ki jih sestavlja 21 nukleotidov (mala RNA) pa do velikih kromosomov (1 človeški kromosom sestavlja 247.000.000 baznih parov. V večini primerov je naravna DNA predstavljena kot dvojna vijačnica, RNA molekula pa kot enojna. Obstajajo pa tudi številne izjeme na primer virusi z dvojno vijačnico RNA ali virusi z enojno vijačnico DNA. V nekaterih primerih obstajajo tudi polimeri nukleinskih kislin, ki so sestavljeni iz treh ali štirih vijačnic.

DNA

Deoksiribonukleinska kislina je polimer, ki se uporablja v razvoju in delovanju vseh znanih živih organizmov. Glavna naloga molekule DNA je dolgoročno shranjevanje podatkov. Vsebuje navodila, potrebna za sintezo drugih sestavnih delov celice, kot so proteini in RNA molekule. DNA segmenti, ki vsebujejo te genetske informacije, se imenujejo geni . Druga zaporedja DNA opravljajo strukturno vlogo, ali pa so povezana z uporabo te genetske informacije.

RNA

Ribonukleinska kislina prenaša genetsko informacijo iz DNA in omogoča pretvarjanje v aminokislinsko zaporedje proteinov. Poznamo tri splošne vrste RNA, ki omogočajo prenos (t-RNA), informacijsko RNA (m-RNA) in ribosomalno RNA (r-RNA). Sporočevalna RNA skrbi za prenos informacije o genetskem zaporedju med DNA in ribosomi. Sintezo beljakovin kontrolira ribosomalna RNA in je glavna sestavina ribosomov, hkrati pa katalizira nastanek peptidne vezi. Prenašalna t-RNA služi kot nosilna molekula za aminokisline, ki se uporabljajo v sintezi beljakovin in je odgovorna za dekodiranje m-RNA. Poznamo pa še druge vrste RNA. Sem sodijo nekodirajoče RNA (nc-RNA, npc-RNA, nm-RNA, snm-RNA in f-RNA). To so funkcionalne RNA molekule, ki pa se za razliko od prejšnjih ne prevedejo v protein. Izraz majhna RNA (s-RNA), se uporablja za majhne bakterijske nc-RNA molekule.

Nc-RNA

Nc-RNA molekule so vključene v številne celične procese. To je osrednjega pomena za ohranitev ncRNA molekul. Poznamo dve vrsti ncRNA molekul. In sicer trans in cis delujoče.

Trans delujoča ncRNA molekula

V višjih evkariontih mikro RNA uravnava izražanje genov. Sam mi-RNA lahko zmanjša izražanje vrednosti več sto genov. Mehanizem s katerim zrelo miRNA molekulo dopolnijo z eno ali več RNA molekulami imenujemo 3UTR. Glavna naloga miRNA molekul je urejanje izražanja genov.

Cis-delujoča ncRNA molekula

Številne ncRNA molekule so vgrajene v 5UTR molekule v genih ki kodirajo beljakovine in vplivajo na njihovo izražanje na različne načine. Vodilna RNA zaporedja najdemo višje od prvega gena v aminokislinskih biosintetskih operonih.