Asid Ribonukleik

Kedua-dua RNA dan DNA ialah asid nukleik. Asid-asid nukleik ini merupakan antara makromolekul penting untuk semua bentuk kehidupan yang diketahui selain juga dengan lipid, protein dan karbohidrat. RNA dipasang daripada rantaian nukleotida sepertimana juga DNA, namun RNA sering ditemukan secara semula jadi sebagai satu pilin yang dilipat ke dalam badannya sendiri dan bukannya dua pilin berpasangan. Organisma sel menggunakan RNA pengutus (mRNA) untuk menyampaikan maklumat genetik (menggunakan huruf-huruf G, U, A dan C mewakili bes-bes nitrogen guanina, urasil, adenina dan sitosina) yang akan mengarahkan penghasilan protein tertentu. Banyak virus mengekodkan maklumat genetik mereka menggunakan genom RNA.

Beberapa molekul RNA memainkan peranan penting dalam sel-sel sebagai pemangkin tindak balas biologi, mengawal pernyataan genetik, atau mencerap dan menghubungkan tindakbalas kepada isyarat sel. Salah satu daripada proses aktif ini adalah sintesis protein, sebuah fungsi universal di mana molekul RNA mengarahkan penyusunan protein pada sel tumbuhan. Ini proses yang menggunakan molekul RNA pemindah (tRNA) untuk menyampaikan asid amino kepada ribosom, di mana RNA ribosom (rRNA) kemudiannya menghubungkan asid-asid amino ini untuk membentuk protein.

Struktur kimia RNA sangat serupa dengan DNA, tetapi berbeza dalam tiga cara utama:

• Tidak seperti DNA yang berpilin kembar, RNA merupakan molekul berpilin tunggal dalam banyak biologi peranan dan mempunyai rantaian yang lebih pendek. Bagaimanapun, RNA boleh membentuk heliks kembar berlembar satu melalui pempasangan bes lengkap, seperti dalam tRNA.
• DNA mengandungi deoksiribosa manakala RNA pula mengandungi ribosa (deoksiribosa tidak ada kumpulan hidroksil melekat kepada cincin pentosa dalam posisi 2'). Kumpulan hidroksil ini menjadikan RNA kurang stabil daripada DNA kerana ia lebih cenderung kepada hidrolisis.
• Bes nitrogen yang melengkapi adenina dalam DNA adalah timina, sedangkan bahan yang menggantikan tiamina dalam RNA adalah urasil, sejenis bentuk timina yang tidak dimetilkan.

RNA yang aktif secara biologinya termasuk mRNA, tRNA, rRNA, nRNA, dan RNA bukan pengekod yang lain mengandungi urutan pelengkap diri yang membolehkan bahagian RNA melipat dan sepasang dengan dirinya untuk membentuk dua heliks. Analisis RNA menunjukkan bahawa urutan-urtuan ini sangat teratur. Tidak seperti DNA, struktur molekul-molekul RNA ini tidak terdiri daripada dua heliks tetapi gabungan pendek heliks yang dipadatkan bersama ke dalam struktur yang mirip dengan protein. Dengan cara ini, RNA boleh mencapai pemangkinan kimia (seperti enzim). Misalnya, penentuan struktur ribosom—enzim yang memangkinkan pembentukan ikatan peptida—menunjukkan bahawa tapak aktifnya terdiri sepenuhnya daripada RNA.

Sintesis RNA biasanya dimangkinkan dengan enzim—polimerase RNA—dengan penggunaan DNA sebagai templat, proses yang dikenali sebagai transkripsi. Proses ini bermula dengan mengikat enzim kepada penggalak dalam urutan DNA (biasanya ditemui "hulu" gene). Heliks kembar DNA dibuka oleh enzim helikase yang bergerak sepanjang templat DNA dari arah 3' hingga ke 5' menghasilkan molekul RNA pelengkap dengan pemanjangan yang berlaku pada arah 5' ke 3'. Urutan DNA ini juga menentukan di mana sintesis RNA ini akan dihentikan.

RNA pengutus (messenger RNA, mRNA) membawa maklumat mengenai sesuatu turutan protein kepada ribosom yang merupakan kilang sintesis protein dalam sel. Helaian RNA ini dikodkan agar setiap nukleotidanya (satu kodon) mewakili satu asid amino. Dalam sel-sel eukariot sesebuah mRNA yang dibentuk awalnya (pra-mRNA) akan menjadi suatu mRNA yang matang apabila ia telah ditranskripsikan daripada DNAnya yang asal melalui pembuangan intron—bahagian pra-mRNA yang tidak boleh dikodkan. Bebenang mRNA ini kemudiannya dibawakan daripada nukleus kepada sitoplasma di mana ia tdiikat pada ribosom dan ditranslasikan menjadi bentuk proteinnya yang bersamaan dengan bantuan tRNA. Dalam sel-sel prokariot yang tiada nukleus dan sitoplasma pula, mRNA boleh mengikat pada ribosom ketika ia masih menjalani proses transkripsi daripada DNA. Setelah suatu tempoh masa yang tertentu, urutan ini terurai menjadi komponen nukleotidanya dengan bantuan ribonuklease.

RNA pemindah (transfer RNA, tRNA) ialah satu rantaian RNA kecil terdiri daripada 80 nukleotida yang membawa satu asid amino tertentu kepada satu rantaian polipeptida uang memanjang pada tapak ribosom sintesis protein sewaktu proses translasi mRNA. Molekul ini mepunyai tapak menghubungkan asid amino serta suatu kawasan antikodon untuk pengenalpastian kodon yang mengikat kepada sesuatu turutan tertentu dalam rantaian mRNA melalui pengikatan hidrogen.

RNA ribosom (ribosomal RNA, rRNA) merupakan komponen ribosom yang mempunyai kebolehan memangkin. Ribosom pada organisma eukariot mempunyai empat jenis molekul rRNA yang berbeza: 18S, 5.8S, 28S dan 5S. Tiga daripada molekul rRNA ini disintesiskan dalam nukleolus, manakala satu yang lain dihasilkan di tempat yang lain. Dalam sitoplasma, protein dan RNA ribosom bergabung membentuk sejenis nukleoprotein iaitu ribosom. Ribosom ini mengikat mRNA serta melakukan sintesis protein. Beberapa ribosom boleh dihubungkan kepada satu mRNA pada satu-satu masa.