РИБОНУКЛЕЇНОВІ КИСЛОТИ

РИБОНУКЛЕЇНОВІ КИСЛОТИ (РНК) (лат. acidum ribonukleinicum)органічні біополімери, які входять до складу всіх живих клітин і складаються з великої кількості рибонуклеотидів, з’єднаних між собою 3ў,5ў-фосфодіефірними зв’язками. РНК містять азотисті основи пуринового і піримідинового ряду (аденін, гуанін, цитозин, урацил), пентозуD-рибозу та залишок фосфорної кислоти. У деяких РНК є, крім постійних азотистих основ, і їх похідні, або «мінорні» основи, наявність яких зумовлює специфічність функцій РНК. Молекули РНК, як правило, побудовані з одного полінуклеотидного ланцюга; дволанцюгову структуру мають лише РНК деяких вірусів. Окремі ділянки молекули РНК утворюють спіралізовані петлі«шпильки»за рахунок водневих зв’язків між комплементарними азотистими основами А-У та Г-Ц. Наявність спіралізованих ділянок характерна для всіх типів РНК. РНК клітини відрізняються нуклеотидним складом, розмірами, локалізацією в клітині та функціями. Існують три головні типи РНК: інформаційні, або матричні (мРНК), рибосомні (рРНК) і транспортні (тРНК). У еукаріотів є ще клас малих ядерних РНК (мяРНК), які впливають на процесинг РНК, та ядерні попередники мРНКгетерогенні ядерні РНК (гяРНК). РНК є основним генетичним матеріалом у деяких вірусів тварин та рослин. Синтез усіх видів РНК клітини здійснюється на ДНК під час транскрипції. Реакції синтезу каталізує фермент ДНК-залежна-РНК-полімераза. Синтезована молекула РНК комплементарна фрагменту ДНК-матриці, оскільки порядок включення нуклеотидів у ланцюг РНК визначається послідовністю нуклеотидів у матриці ДНК. Молекули РНК синтезуються, як правило, у вигляді попередників, які внаслідок процесингу перетворюються на зрілі молекули РНК.

мРНК становлять близько 2–5% загальної кількості клітинної РНК. Вони виконують функцію переносників генетичної інформації від гена (ділянки ДНК) до білоксинтезуючої системи клітини. мРНК є матрицями, які визначають амінокислотну послідовність молекули білка. Усі мРНК незалежно від їх первинної структури мають однакову будову 5'- і 3'-кінців. Так, на 5'-кінці міститься модифікований нуклеотид 7-метилгуанозин-5'-трифосфат, який одержав назву «кеп» (англ. cap — шапочка). На 3'-кінці більшості мРНК міститься послідовність із 100–200 залишків аденілової кислоти — poly(A) — «хвіст». Вважають, що модифікація 5'- і 3'-кінців стабілізує молекули мРНК, запобігаючи дії нуклеаз, а також має значення для специфічного впізнавання та зв’язування в системі трансляції. Вторинна структура мРНК характеризується наявністю численних «шпильок».

рРНК — клітинні РНК, які входять до складу рибосом прокаріотичних та еукаріотичних клітин. рРНК становлять до 80% усієї РНК клітини. рРНК разом із специфічними білками утворюють основу структури рибосом і виконують роль каркасів для зв’язування у певному порядку рибосомних білків і, можливо, специфічні функції під час синтезу білка. За коефіцієнтом седиментації рибосомні РНК еукаріотів поділяються на 5S-рРНК, 5,8S-рРНК і 28S-рРНК великої субодиниці рибосоми і 18S-рРНК малої субодиниці (див. Рибосомні РНК).

Близько 15% усієї РНК клітини становлять тРНК, які виконують функцію попередників у ході трансляції мРНК. У кожній клітині є декілька десятків різних видів тРНК, які виконують роль адаптора — транспортують α,L-амінокислоти до місця синтезу білка і розташовують їх у певному порядку в поліпептидному ланцюгу під час його біосинтезу. Усі тРНК побудовані за одним планом і мають вторинну структуру у вигляді «листка конюшини» завдяки наявності декількох внутрішньоланцюгових комплементарних ділянок (див. Транспортні РНК).

Структурні мономери РНК — нуклеотиди — є функціональними фрагментами багатьох коферментів. Їх синтетичні аналоги широко використовуються в наукових дослідженнях і клінічній медицині. Так, у медичній практиці мають широке застосування такі препарати нуклеотидної природи, як АТФ та фосфаден (АМФ). Синтетичні похідні пуринових і піримідинових основ та нуклеозидів — одна з найважливіших груп ЛП в онкології. 6-Меркаптопурин використовується для лікування при гострому лейкозі та загостреннях хронічного лейкозу, ревматоїдному артриті, хронічному гепатиті та ін. Перспективним напрямком є застосування РНК, створених методами генної інженерії. Для лікування деяких захворювань можна використовувати рибозими — природні РНК, які мають каталітичну активність (РНК-ферменти). Їх субстратзв’язувальний домен приєднується до комплементарної РНК-мішені за допомогою водневих зв’язків, а каталітичний розщеплює її у специфічній ділянці. Модифікуючи субстратзв’язувальну послідовність, можна одержати рибозим, специфічний відносно певної мРНК. Такий рибозим розщеплює мРНК-мішень і пригнічує трансляцію білка, відповідального за розвиток того чи іншого захворювання. Рибозими, створені методами генної інженерії, можна використовувати для лікування пацієнтів з раком і вірусними інфекціями.

Марри Р., Греннер Д., Мейес П., Родуэлл В. Биохимия человека: В 2 т. — М., 1993. — Т. 2.; Губський Ю.І. Біологічна хімія. — К.–Тернопіль, 2000; Основы биохимии / А. Уайт, Ф. Хендлер, Э. Смит и др.: В 3 т. — М., 1981. — Т. 1.