Рибонуклеиновая кислота (РНК)

Рибонуклеиновая кислота (сокр. РНК) – нуклеиновая кислота, линейный полимер, состоящий из нуклеотидных звеньев (соединений пятичленного сахара рибозы с фосфатной группой при пятом атоме цикла и одного из четырёх азотистых оснований в качестве заместителя у второго атома в цикле), соединённых между собой сложноэфирной связью фосфатных групп.

Рибонуклеиновая кислота – это пентозофосфатный полимер с азотистыми основаниями в качестве боковых заместителей. С химической точки зрения РНК отличается от ДНК тем, что в её состав входит другой сахар – рибоза, а вместо темина в состав входит урацил. РНК в отличие от ДНК является одноцепочечным полимером, который может формировать вторичную структуру (короткие спиральные участки) и третичную структуру (комплементарные взаимодействия отдалённых фрагментов цепи). Высокомолекулярная РНК может образовывать компактные частицы. В отличие от ДНК РНК обладает заметной конформационной подвижностью.

Молекулы РНК многофункциональны. Линейные последовательности этого полирибонуклеотида программирует белковый синтез (кодирирующая функция). Через комплементарные данной ДНК последовательности РНК происходит репликация генетического материала. (репликативная функция) РНК способна формировать трёхмерные структуры путём сворачивания её цепи в уникальные компактные конформации (структурообразующая функция). РНК может специфически взаимодействовать с другими молекулами, что позволяет ей выполнять функцию специфического узнавания лигандов (функция узнавания лигандов). Некоторые молекулы РНК обладают способностью катализировать химические реакции. Такие РНК называются рибозимами (каталитическая функция). Именно открытие каталитически активных РНК явилось решающим ля формулирования гипотезы о древнем мире РНК, согласно которой эта нуклеиновая кислота в глубокой древности на Земле, а возможно и на других космических телах, функционировала как самодостаточный полимер (могла эволюционировать без белков и ДНК) до появления клеточных форм жизни. В настоящее время гипотеза о том, что жизнь начиналась с молекулы РНК, является широко распространённой.

Список задач, выполняемых этими молекулами, очень широк и в соответствии с этим существует множество типов РНК. Среди основных выделяют следующие. Это информационная РНК, исполняющая роль промежуточного звена в ходе реализации заложенной в ДНК генетической информации в белке. Это транспортная РНК (тРНК), переносящая строительный материал для белка – аминокислоты – в рибосому. В каждой молекуле тРНК есть один антикодон – триплет (три последовательных нуклеотида), комплементарный одному из триплетов иРНК, благодаря которому определяется положение данного аминокислотного звена в синтезируемой полипептидной последовательности. Это рибосомальная РНК, являющаяся основным структурным компонентом рибосомы.

Для развития современных представлений о функциях РНК решающим было открытие некодирующих РНК, сделанное по результатам работ Александра Сергеевича Спирина совместно с Андреем Николаевичем Белозерским 1958 года, Чарльзом Бреннером с соавторами и Солом Шпигельманом 1961 года. Этот вид РНК составляют основную часть клеточных РНК. К некодирующим в первую очередь относятся рибосомные РНК.

В 1967 году в лаборатории А. С. Спирина было впервые продемонстрировано, что форма компактно свёрнутой РНК определяет морфологию рибосомной частицы.