Pääasiallinen ero – mRNA:n, tRNA:n ja rRNA:n välillä
mRNA, tRNA ja rRNA:n ovat kolme pääasiallista RNA:n päätyyppiä, joita esiintyy solussa. Tyypillisesti RNA on yksijuosteinen molekyyli, jonka rakenne koostuu adeniinista, guaniinista, sytosiinista ja urasiilista. Kaikissa RNA-nukleotideissa on pentoosisokerina riboosi. RNA tuotetaan transkriptiolla RNA-polymeraasientsyymin avulla. Vaikka kunkin RNA-tyypin tehtävät vaihtelevat suuresti, kaikki kolme RNA-tyyppiä osallistuvat pääasiassa proteiinisynteesiin. Tärkein ero mRNA:n, tRNA:n ja rRNA:n välillä on se, että mRNA kuljettaa proteiinin aminohapposekvenssin koodausohjeita, kun taas tRNA kuljettaa tietyt aminohapot ribosomille muodostaakseen polypeptidiketjun, ja rRNA liittyy proteiineihin muodostaakseen ribosomeja.
Keskeiset käsiteltävät alueet
1. Mikä on mRNA
– Määritelmä, ominaisuudet, toiminta
2. Mikä on tRNA
– Määritelmä, ominaisuudet, toiminta
3. Mikä on rRNA
– Määritelmä, ominaisuudet, toiminta
4. Mitä yhtäläisyyksiä on mRNA:lla tRNA:lla ja rRNA:lla
– Yhteisten ominaisuuksien hahmottelu
5. Mitä eroa on mRNA tRNA:lla ja rRNA:lla
– Keskeisten erojen vertailu
Keskeiset termit: Vaihtoehtoinen prosessointi, Sanansaattaja-RNA (mRNA), Ribosomaalinen RNA (rRNA), Ribosomit, Proteiinit, Transkriptio, Translaatio, Siirto-RNA (tRNA)
Mitä on mRNA
Sanansaattaja-RNA:n (mRNA:n) molekyylit kuljettavat geenin transkriptiota (transkriptiota), joka koodaa tiettyä funktionaalista valkuaisaineta, tumakkeesta ribosomeihin. mRNA:n tuotanto tapahtuu transkriptioksi kutsutun prosessin avulla. Transkriptioon osallistuva entsyymi on RNA-polymeraasi. Eukaryooteissa pre-mRNA-molekyylit prosessoidaan kypsiksi RNA-molekyyleiksi transkription jälkeisten modifikaatioiden avulla. Pre-mRNA:n prosessointiin kuuluvat 5′-korkin lisäys, editointi ja polyadenylaatio. 5′-päähän lisätään 7-metyyliguanosiinikorkki. Joitakin muutoksia sallitaan mRNA-sekvenssiin muokkaamalla sekvenssiä. Noin 250 adenosiinijäämää sisältävä poly(A)-häntä lisätään mRNA-molekyylin 3′-päähän suojaamaan sitä eksonukleaasien hajoamiselta. Toisaalta eukaryoottinen pre-mRNA koostuu sekä introneista että eksoneista. Vaihtoehtoinen pilkkominen on toinen prosessi, jossa eksonien erilaiset yhdistelmät pilkkoutuvat yhteen, jotta yhdestä pre-mRNA-molekyylistä saadaan useita erilaisia proteiineja. Prokaryoottinen mRNA kykenee tuottamaan translaation jälkeen yhden proteiinityypin.
Kuva 1: Pre-mRNA:n prosessointi
Kypsät mRNA-molekyylit viedään ydinporin kautta sytoplasmaan. Kypsä mRNA käännetään tietyn proteiinin aminohapposekvenssiksi prosessissa, jota kutsutaan translaatioksi. Translaatiota helpottavat sytoplasmassa olevat ribosomit. DNA-sekvenssin transkriptiota mRNA-molekyyliksi ja mRNA-molekyylin translaatiota proteiiniksi kutsutaan molekyylibiologian keskeiseksi dogmaksi. Kunkin mRNA-molekyylin koodaava alue koostuu koodoneista, jotka ovat kolme nukleotidia, jotka edustavat tiettyä polypeptidiketjun aminohappoa. Kypsän RNA:n muodostuminen pre-mRNA:sta on esitetty kuvassa 1.
Mikä on tRNA
Transfer-RNA (tRNA) on eräänlainen pää-RNA, joka tuo spesifisesti aminohappoja ribosomeille translaation aikana. Jokainen mRNA-molekyylin koodoni luetaan tRNA:n antikodonilla, jotta tietty aminohappo saadaan tuotua ribosomille. Tyypillisesti tRNA-molekyyli koostuu noin 76-90 RNA-nukleotidista. TRNA:n sekundäärirakenne on apilanlehden muotoinen. Se koostuu neljästä silmukkarakenteesta, jotka tunnetaan nimillä D-silmukka, antikodonisilmukka, muuttuva silmukka ja T-silmukka. Antikodonisilmukka koostuu spesifisestä antikodonista, joka skannaa mRNA-molekyylissä olevan komplementtikodonin.
Kuva 2: Transfer-RNA
TRNA-molekyyli koostuu myös akseptorivarresta, joka koostuu 5′-terminaalisesta fosfaattiryhmästä. Aminohappo ladataan akseptorivarren päässä olevaan CCA-häntään. Jotkin antikodonit muodostavat emäspareja useiden koodonien kanssa wobble-emäsparin avulla. Kuvassa 2 on esitetty tRNA-molekyylin sekundäärirakenne.
Mikä on rRNA
Ribosomaalinen RNA (rRNA) on eräänlainen pää-RNA, joka osallistuu ribosomien muodostamiseen yhdessä ribosomiproteiinien kanssa. Ribosomi on solun proteiineja syntetisoiva organelli, joka kääntää mRNA-molekyylin koodaavan sekvenssin polypeptidiketjuksi. RRNA:n synteesi tapahtuu nukleolissa. RRNA-molekyylejä syntetisoidaan kahta tyyppiä, pientä rRNA:ta ja suurta rRNA:ta. Molemmat rRNA-molekyylit yhdistyvät ribosomiproteiinien kanssa muodostaen pienen alayksikön ja suuren alayksikön. RRNA:n suuri alayksikkö toimii ribotsyyminä, joka katalysoi peptidisidoksen muodostumista. Translaation aikana pieni alayksikkö ja suuri alayksikkö yhdistyvät muodostaen ribosomin. MRNA-molekyyli jää pienen ja suuren alayksikön väliin. Kussakin ribosomissa on kolme sitoutumiskohtaa tRNA-molekyylien sitoutumista varten. Ne ovat A-, P- ja E-kohdat. A-kohta sitoutuu aminoasyyli-tRNA:n kanssa. Aminoasyyli-tRNA sisältää tietyn aminohapon. P-kohdan aminoasyyli-tRNA-molekyyli kiinnittyy kasvavaan polypeptidiketjuun. Sitten aminoasyyli-tRNA-molekyyli siirtyy E-kohtaan.
Kuva 3: Proteiinisynteesi
Prokaryootit koostuvat 70S-ribosomeista, jotka koostuvat 30S-pienestä alayksiköstä ja 50S-suuri alayksiköstä. Eukaryootit koostuvat 80S-ribosomeista, jotka koostuvat 40S-pienestä alayksiköstä ja 60S-isosta alayksiköstä. Proteiinisynteesi on esitetty kuvassa 3.
MRNA:n, tRNA:n ja rRNA:n väliset yhtäläisyydet
- Jokaista mRNA:ta, tRNA:ta ja rRNA:ta koodaavat ytimessä olevat geenit.
- MRNA:ta, tRNA:ta ja rRNA:ta koodaavat geenit.
- MRNA:n, tRNA:n ja rRNA:n koostumus on muodostunut adeniinista, guaniinista, sytosiinista ja urasiilista.
- Kumpikin mRNA ja rRNA ovat yksijuosteisia molekyylejä.
- Kumpikin rRNA ja tRNA eivät toimi DNA:n kanssa.
MRNA:n, tRNA:n ja rRNA:n ero
Määritelmä
mRNA: mRNA on RNA-molekyylin alatyyppi, joka kuljettaa osan DNA-koodista solun muihin osiin prosessoitavaksi.
tRNA: tRNA-molekyyli on pieni RNA-molekyyli, joka on apilanlehden muotoinen ja siirtää tietyn aminohapon sytoplasmassa ribosomille.
rRNA: RRNA-molekyyli on ribosomin osa ja toimii translaation elimenä.
Muoto
mRNA: mRNA on muodoltaan lineaarinen.
tRNA: tRNA on apilanlehden muotoinen molekyyli.
rRNA: RRNA on pallon muotoinen molekyyli.
Funktio
mRNA: mRNA kuljettaa transkriptin DNA-koodien polypeptidien viestin ytimestä ribosomeihin.
tRNA: tRNA kuljettaa tietyt aminohapot ribosomille auttaen translaatiota.
rRNA: RRNA liittyy tiettyihin proteiineihin muodostaen ribosomeja.
Kodoni/Antikodoni
mRNA: mRNA koostuu koodoneista.
tRNA: tRNA koostuu antikodoneista.
rRNA: RRNA:sta puuttuu kodoni- tai antikodonijaksoja.
Koko
mRNA: mRNA-molekyylin koko on nisäkkäillä tyypillisesti 400-12 000 nt.
tRNA: tRNA-molekyylin koko on 76-90 nt.
rRNA: RRNA:n koko voi olla joko 30S, 40S, 50S tai 60S.
Johtopäätös
mRNA, tRNA ja rRNA ovat solun kolme tärkeintä RNA-tyyppiä. Kaikilla kolmella RNA-tyypillä on ainutlaatuinen tehtävä proteiinisynteesissä. mRNA kuljettaa tietyn proteiinin viestin ytimestä ribosomille. TRNA-molekyylit tuovat tietyt aminohapot ribosomeihin. RRNA-molekyylit osallistuvat translaatiota helpottavien ribosomien eli organellien muodostamiseen. Tämä on ero mRNA:n tRNA:n ja rRNA:n välillä.
Viite:
1. ”Messenger RNA (mRNA)”. Encyclopædia Britannica. Encyclopædia Britannica, inc., n.d. Web. Saatavilla täällä. 23. heinäkuuta 2017.
2. ”TRNA: Role, Function & Synthesis.” Study.com. N.p., n.d. Web. Saatavilla täältä. 23. heinäkuuta 2017.
3. ”Ribosomaalinen RNA (rRNA)”. Encyclopædia Britannica. Encyclopædia Britannica, inc., n.d. Web. Saatavilla täällä. 23. heinäkuuta 2017.
Image Courtesy:
1. ”Pre-mRNA” By Nastypatty – Own work (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia
2. ”TRNA-Phe yeast en” By Yikrazuul – Own work (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
3. ”Proteiinisynteesi” By Mayera at the English language Wikipedia (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
.