Ribo Nükleik Asit veya RNA bir nükleik asittir, nükleotitlerden oluşan bir polimerdir. Her nükleotit bir azotlu baz, bir riboz şeker ve bir fosfattan oluşur. Prokaryot hücrelerin sitoplazmasında bulunur. Ökaryıt hücrelerde ise çekirdek ve sitoplazma organellerinin bazlarında (miyokondri, kloroplast, ribozom) yer alır.

DNA’ya çok benzer olmakla beraber bazı yapısal ayrıntılarında farklılık gösterir. Hücre içinde RNA genelde tek zincirli, DNA ise genelde çift zincirlidir. RNA nükleotitleri riboz içerirler, DNA ise deoksiriboz (bir oksijeni atomu eksik olan bir riboz türü) vardır. DNA’da bulunan timin bazı yerine RNA’da urasil vardır ve genelde RNA’daki bazlar ayrıca kimyasal modifikasyona uğrar. RNA, RNA polimeraz enziminin DNA’yı okuması (transkripsiyonu) ile sentezlenir ve ardından başka enzimler tarafından işlenerek değişime uğrar. Bu RNA işleyici enzimlerin bazıları kendi RNA’larını içerirler.

Keşfi

Nükleik asitler 1868’de Friedrich Miescher tarafından keşfedilmiştir, hücre çekirdeğinde(nucleusta) yer aldığı için Miescher bu maddeye ‘nüklein’ adını vermiştir. Daha sonradan nükleik asitlerin çekirdeksiz olan prolaryorlarda da olduğu keşfedildi.

RNA’nın protein sentezinde rol oynadığı 1939’ten itibaren, Torbjörn Caspersson, Jean Brachet ve Jack Schultz’un deney sonuçlarından dolayı, tahmin edilmekteydi. Gerard Marbaix ilk mesajcı RNA’yı (tavşan hemoglobinine ait olan) saflaştırmış, ve onu yumurta hücrelerine enjekte edince bunun hemoglobin sentezini sağladığını göstermiştir. Severo Ochoa RNA’nın nasıl sentezlendiğini keşfettikten sonra 1950 Nobel Tıp Ödülünü kazandı. Robert W. Holley bir maya RNA’sının ilk 77 nükleotidinin dizisini 1965’te çözmüş, bundan dolayı 1968 Nobel Tıp ödülünü kazanmıştır.

Carl Woese ve diğerleri 1967’de RNA’nın katalitik olduğunu buldular en eski canlı tiplerinin bir “RNA Dünyası” içinde yaşadıklarını, RNA’yı hem genetik bilgi taşımak hem de biyokimyasal tepkimeleri katalizlemek için kullanmış olabileceğini öne sürdüler. 1976’da Walter Fiers ve arkadaşları ilk defa bir RNA virüs genomunun tüm nükleotit dizisini belirlediler.

1990 başlarında bitki hücrelerinin içine sokulan genlerin bunlara benzer endojen genleri susturduğu bulundu. Yaklaşık aynı dönemde, 22 nt uzunlukta (günümüzde mikroRNA olarak adlandırılan) RNA’ların C. elegans solucanının gelişimine etki ettiği keşfedildi.

Gen düzenleyici RNA’ların keşfi üzerine, onkogenleri ve viral genleri susturabilecek RNA’dan oluşmuş ilaçlar geliştirmeye yönelik çabalar başladı. 2006 itibarıyla piyasada bu özellikli tek bir ilaç bulunmaktadır, bir sitomegalovirüs genini inhibe etmeye yarayan Vitravene (bir ters anlamlı RNA), ama RNA enterferans yoluyla genleri aşağı ayarlamak için siRNA kullanmaya yönelik ümit verici araştırmalar sürmektedir.

Yapısı

RNA’daki her nükleotit bir riboz şekeri içerir, bunun karbonları 1′ ila 5′ olarak numaralandırılır. 1′ konumuna bir baz bağlıdır, genelde adenin (A), sitozin (C), guanin (G) veya urasil (U). İki riboz arasında bir fosfat grubu vardır, bu fosfat bir ribozun 3′ konumuna, öbür ribozun ise 5′ konumuna bağlıdır.

Fizyolojik pH’de fosfat grubu negatif bir yük taşıdığı için RNA yüklü bir moleküldür (polianyon). Bazı bazlar arasında hidrojen bağları oluşabilir: sitozin ve guanin, adenin ve urasil ve bazen guanin ve urasil arasında bu tür bağlar oluşur. Ancak, RNA zinciri çeşitli şekiller alabildiği için bunlardan başka baz-baz etkileşimleri de mümkündür, örneğin bir grup adenin birbiriyle bağlanarak RNA zincirinde bir tümsek oluşturabilir, veya GRNA dörtlüsü’nde bir guanin-adenin oluşur.

RNA’yı DNA’dan farklı kılan önemli bir fark, riboz şekerin 2′ konumundaki hidroksil grubudur. Bu fonksiyonel grubun varlığı c3′-endo şeker konformasyonunu zorunlu kılar, buna karşın DNA’nın deoksiriboz şekerinin C2′-endo konformasyonu vardır. Bunun sonucu olarak RNA’nin çifte sarmallı kısımları A-şekilli olur, DNA’da yaygın olarak görülen B şekilli sarmaldan farklı olarak. A-şekilli sarmalın büyük oyuğu B şekilli sarmala kıyasla daha derin ve dardır, küçük oyuğu ise sığ ve geniştir. 2′ hidroksil grubunun ikinci bir etkisi ise, RNA’nın esnek olan bölgelerinde (yani çift sarmal oluşturmamış kısımlarında) bu hidroksil grubunun yanındaki fosfodiester bağa saldırıp şeker-fosfat zincirin kesilmesine neden olabilmesidir.

Özellikleri ve Türleri

  • Adenin, guanin, sitozin ve urasil nükleotitlerini bulundurur.
  • RNA da timin bulunmaz.
  • Riboz şekerini bulundurur.
  • Kendisini eşleyemez. DNA üzerinden sentezlenir.
  • Ökaryot hücrelerde çekirdek, mitokondri, plastitler, ribozom ve stoplazmalarda bulunabilir.
  • DNA’dan aldığı bilgiyle protein sentezini sağlar.
  • RNA polimeraz enzimiyle sentezlenir.
  • Miktarı bir canlının aynı tip hücrelerinde bile farklı olabilir.
  • Protein sentezinin fazla olduğu hücrelerde RNA miktarı fazladır.

Mesajcı RNA (mRNA)

  • Ökaryot hücrelerde DNA çekirdekte bulunur. Hücre bölünmesi haricinde hiçbir zaman çekirdek dışına çıkamaz. Protein sentezi sitoplazmada bulunan ribozomlarda gerçekleştiği için DNA’daki bilginin ribozomlara taşınması gerekir. mRNA protein sentezi için gerekli olan genetik bilgiyi DNA’dan alıp sitoplazmadaki ribozoma taşır.

Taşıyıcı RNA (tRNA)

  • Protein sentezi için gerekli olan amino asitleri sitoplazmadan alarak ribozoma taşır. tRNA tek zincirden oluşan bir moleküldür. Ancak kendi üzerinde katlanıp zayıf hidrojen bağı ile bağlanarak üç boyutlu özel bir şekil alır. Her bir tRNA molekülü kendine özgü bir amino asidi bağlayıp protein sentezine katılması için ribozoma taşır.

Ribozomal RNA (rRNA)

  • Proteinlerle birlikte ribozomların yapısına katılır. Hücrede en fazla bulunan RNA çeşitidir. Ribozomal RNA’lar, çekirdekçikte sentezlenir.