Fungsi RNA (Asam Ribonukleat) pada organisme

RNA (Asam Ribonukleat) merupakan salah satu unsur asam nukleat bagi kehidupan, bertanggung jawab bersama dengan DNA (asam deoksiribonukleat) untuk kerja sintesis protein dan pewarisan genetik.

Asam ini terdapat di dalam sel prokariotik dan eukariotik, dan bahkan sebagai satu-satunya materi genetik dari jenis virus tertentu (virus RNA), dan terdiri dari molekul dalam bentuk rantai tunggal nukleotida (ribonukleotida) yang dibentuk secara bergantian. oleh gula (ribosa), fosfat dan salah satu dari empat basa nitrogen yang menyusun kode genetik: adenin, guanin, sitosin, atau urasil.

Pengertian

RNA adalah molekul linier dan untai tunggal (untai tunggal), dan memenuhi berbagai fungsi dalam kompleks sel, yang menjadikannya pelaksana serbaguna dari informasi yang terkandung dalam DNA.

RNA ditemukan bersama dengan DNA pada tahun 1867, oleh Friedrich MIescher, yang menyebutnya nuklein dan mengisolasinya dari inti sel, meskipun keberadaannya kemudian dibuktikan dalam sel prokariotik, tanpa inti. Cara sintesis RNA dalam sel kemudian ditemukan oleh Severo Ochoa Albornoz dari Spanyol, pemenang Hadiah Nobel di bidang Kedokteran pada tahun 1959.

Pemahaman tentang bagaimana RNA bekerja dan pentingnya bagi kehidupan dan evolusi, memungkinkan munculnya tesis tentang asal usul kehidupan, seperti yang muncul pada tahun 2016 bahwa molekul asam nukleat ini adalah bentuk kehidupan pertama di ada (dalam Hipotesis dunia RNA).

RNA, yang terdiri dari asam nukleat, memiliki berbagai fungsi dalam sel dan ditemukan di banyak organisme termasuk tumbuhan, hewan, virus, dan bakteri.

Asam ribonukleat (RNA) dan asam deoksiribonukleat (DNA) berbeda secara fungsional. DNA terutama berfungsi sebagai bahan penyimpanan untuk informasi genetik. RNA dapat berfungsi sebagai pembawa informasi genetik, katalis reaksi biokimia, molekul adaptor dalam sintesis protein, dan molekul struktural dalam organel seluler.

Sejak penemuan DNA dan RNA pada 1950-an, para ilmuwan telah mempelajari fungsi dan struktur komponen yang membentuk struktur ini. Berbagai jenis dan fungsi RNA telah diselidiki oleh banyak peneliti, termasuk ahli fisiologi Spanyol Severo Ochoa (1905-1993), yang menerima hadiah Nobel pada tahun 1959 untuk kontribusinya pada pemahaman kita tentang bagaimana RNA disintesis.

Jenis RNA

Ada lima jenis utama RNA yang ditemukan dalam sel-sel eukariota. Ini termasuk RNA nuklir heterogen (hnRNA), messenger RNA (mRNA), transfer RNA tRNA), RNA ribosomal (rRNA), dan RNA nuklir kecil.

Secara struktural, hnRNA dan mRNA keduanya beruntai tunggal, sementara rRNA dan tRNA membentuk konfigurasi molekul tiga dimensi. Setiap jenis RNA memiliki peran yang berbeda dalam berbagai proses seluler. Selain fungsi-fungsi ini, RNA memainkan peran penting dalam kemampuan virus tertentu untuk menyebabkan infeksi.

Ada beberapa jenis RNA, bergantung pada fungsi utamanya:

  • Messenger atau RNA duta (mRNA). Ini bertanggung jawab untuk menyalin dan membawa urutan asam amino yang tepat dari DNA ke ribosom, di mana instruksi diikuti dan sintesis protein dilanjutkan.
  • Transfer RNA (tRNA). Mereka adalah polimer pendek dari 80 nukleotida yang memiliki misi mentransfer pola yang disalin oleh mRNA ke RNA ribosom, berfungsi sebagai mesin perakitan, memilih asam amino yang benar berdasarkan kode genetik.
  • RNA ribosom (rRNA). Namanya berasal dari fakta bahwa ia ditemukan di ribosom sel, di mana mereka digabungkan dengan protein lain. Mereka beroperasi sebagai komponen katalitik untuk “mengelas” protein yang baru dirakit ke template mRNA. Mereka bertindak, dengan demikian, sebagai ribozim.
  • RNA pengaturan. Mereka adalah potongan RNA pelengkap, di daerah tertentu mRNA atau DNA, yang dapat melakukan berbagai tugas: gangguan dalam replikasi untuk menekan gen tertentu (RNAi), penggerak transkripsi (antisense RNA), atau mengatur ekspresi gen (cRNA panjang).
  • RNA katalis. Potongan RNA yang beroperasi sebagai biokatalis, beroperasi pada proses sintesis itu sendiri untuk membuatnya lebih efisien atau untuk memastikan perkembangannya yang benar, atau bahkan menjalankannya sepenuhnya.
  • RNA mitokondria. Karena mitokondria sel memiliki sistem sintesis proteinnya sendiri, mereka juga memiliki bentuk DNA dan RNA sendiri.

Fungsi

Salah satu fungsi utama RNA adalah untuk memfasilitasi penerjemahan DNA menjadi protein. Proses ini dimulai pada nukleus sel dengan serangkaian reaksi enzimatik yang mentranskripsi DNA menjadi RNA nuklir heterogen dengan pasangan basa komplementer.

RNA memenuhi banyak fungsi, yang terpenting adalah sintesis protein, di mana ia menyalin urutan genetik yang terkandung dalam DNA untuk digunakan sebagai standar dalam pembuatan protein dan enzim serta berbagai zat yang diperlukan untuk sel dan organisme. Untuk melakukan ini, ia pergi ke ribosom, yang beroperasi sebagai semacam pabrik protein molekuler, dan ia melakukannya dengan mengikuti pola yang dicetak oleh DNA.

Karena hnRNA adalah salinan langsung dari DNA, hnRNA mengandung masing-masing ekson dan intron yang merupakan daerah pengkodean dan nonkode nukleotida. hnRNA menjalani pemrosesan pasca transkripsional yang melibatkan penghilangan intron dan penambahan adenin ke ujung molekul RNA untai tunggal (proses yang disebut capping), yang sekarang disebut sebagai mRNA. mRNA diangkut keluar dari nukleus ke dalam sitoplasma sel. Dengan cara ini, ia berfungsi sebagai pembawa informasi dari sel-sel DNA ke organel sintesis protein, yang disebut ribosom.

MRNA menempel pada ribosom untuk memungkinkan inisiasi sintesis protein. Bagian dari proses ini melibatkan jenis RNA lain yang terletak di ribosom yang disebut tRNA. tRNA adalah molekul adaptor, yang berfungsi sebagai jembatan antara urutan tiga basa atau kodon spesifik dalam untai mRNA dan asam amino yang digunakan untuk membangun protein.

TRNA membawa asam amino yang cocok dengan kodon spesifik dan proses ini dimulai dan berhenti berdasarkan urutan spesifik dalam mRNA. Setiap asam amino ditransfer ke polipeptida yang sedang tumbuh melalui interaksi kimia untuk menghasilkan protein berdurasi penuh.

Tipe lain dari RNA yang merupakan bagian dari ribosom dan terlibat dalam sintesis protein adalah rRNA. rRNA memiliki dua fungsi utama. Pertama, ia menyediakan struktur dan bentuk yang menghasilkan daerah katalitik ribosom. Kedua, ini membantu mempercepat, atau mengkatalisasi, sintesis protein melalui interaksi antara tRNA dan mesin sintesis protein.

Sementara DNA dan RNA sangat mirip dalam komposisi mereka, RNA memiliki peran yang berbeda. RNA dapat berfungsi sebagai komponen mesin terjemahan dan mengkatalisasi reaksi kimia.

Misalnya, selain molekul RNA seperti rRNA, ribozim juga merupakan jenis RNA yang dapat melayani fungsi katalitik. rRNA berfungsi sebagai ribozim selama sintesis protein. Bentuk lain RNA yang bertindak sebagai ribozim adalah ribonukleoprotein nuklir kecil.

Selama proses penyambungan RNA, ribozim ini – seperti, RNA – yang mengandung struktur mengkatalisasi reaksi dalam spliceosome, sekelompok biomolekul yang terlibat dalam pengangkatan intron, atau penyambungan hnRNA. Molekul-molekul ini, oleh karena itu, berperan dalam pemrosesan hnRNA.

RNA, yang terdiri dari asam nukleat, memiliki berbagai fungsi dalam sel dan ditemukan di banyak organisme termasuk tumbuhan, hewan, virus, dan bakteri. Asam ribonukleat (RNA) dan asam deoksiribonukleat (DNA) berbeda secara fungsional.

DNA terutama berfungsi sebagai bahan penyimpanan untuk informasi genetik. RNA dapat berfungsi sebagai pembawa informasi genetik, katalis reaksi biokimia, molekul adaptor dalam sintesis protein, dan molekul struktural dalam organel seluler.

Sejak penemuan DNA dan RNA pada 1950-an, para ilmuwan telah mempelajari fungsi dan struktur komponen yang membentuk struktur ini. Berbagai jenis dan fungsi RNA telah diselidiki oleh banyak peneliti, termasuk ahli fisiologi Spanyol Severo Ochoa (1905-1993), yang menerima hadiah Nobel pada tahun 1959 untuk kontribusinya pada pemahaman kita tentang bagaimana RNA disintesis.

Struktur RNA

Baik DNA dan RNA terdiri dari rantai unit yang dikenal sebagai monomer, yang berulang dan disebut nukleotida; Ini dihubungkan bersama oleh ikatan fosfodiester bermuatan negatif. Masing-masing nukleotida ini terdiri dari:

  • Molekul gula monosakarida yang disebut ribosa (selain deoksiribosa dalam DNA).
  • Gugus fosfat (garam atau ester dari asam fosfat).
  • Basa nitrogen: Adenin, Guanin, Sitosin, atau Urasil (yang terakhir berbeda dari DNA, yang memiliki Timin, bukan Urasil).

Komponen-komponen tersebut disusun berdasarkan tiga tingkatan struktural, yaitu:

  • Primer. Urutan linier nukleotida yang menentukan struktur berikut.
  • Sekunder. Karena RNA terlipat dengan sendirinya karena pasangan basa intramolekuler, struktur sekundernya mengacu pada bentuk yang diperlukan selama pelipatan: heliks, lilitan, lilitan jepit rambut, tonjolan, pseudo-simpul, dll.
  • Tersier. Meskipun RNA tidak membentuk heliks ganda seperti DNA dalam strukturnya, RNA cenderung membentuk heliks tunggal sebagai struktur tersier, karena atomnya berinteraksi dengan ruang sekitarnya.

RNA dan DNA

Perbedaan antara RNA dan DNA didasarkan, pertama-tama, pada konstitusinya: seperti yang telah dikatakan, RNA memiliki basa nitrogen (urasil) yang berbeda dari timin dan terdiri dari gula yang berbeda dengan deoksiribosa (ribosa).

Selain itu, DNA memiliki heliks ganda dalam strukturnya, yaitu RNA adalah molekul yang lebih kompleks dan lebih kecil, yang memiliki masa hidup yang jauh lebih pendek dalam sel kita.

Akan tetapi, perbedaan mereka lebih besar, karena DNA berfungsi sebagai bank informasi, pola urutan unsur yang memungkinkan kita membangun protein dalam tubuh kita; sedangkan RNA adalah pembaca, transcriber, dan pelaksana: yang bertugas membaca kode, menafsirkannya, dan mewujudkannya.