RNA o Acido ribonucleico presente negli eucarioti, nei procarioti e in alcuni virus, detti "virus a RNA". Nei procarioti e negli eucarioti, l’RNA è presente in diverse forme, ognuna specializzata in una determinata funzione: RNA messaggero (mRNA), RNA di trascrizione (tRNA), RNA ribosomiale (rRNA).
Principali tipi di RNA
All'interno della cellula esistono tre tipi di RNA. L'RNA messaggero (mRNA) è una molecola prodotta dalla trascrizione del DNA, che porta il codice genetico sul sito della sintesi proteica. Le due estremità sono diverse perché sia riconoscibile il corretto senso di lettura. L'RNA transfer (tRNA) è costituito da piccole molecole a forma di trifoglio, ciascuna delle quali porta uno specifico amminoacido. A ogni codone dell'mRNA (un codone è la sequenza di tre basi azotate, specifica per ogni amminoacido) corrisponde un anticodone del tRNA. Infine, l'RNA ribosomiale (rRNA) è il principale costituente dei ribosomi, i microscopici organuli cellulari su cui avviene la sintesi proteica.
L’RNA non è in grado di replicarsi da solo, ovvero di produrre copie di se stesso, come il DNA. I diversi tipi di RNA vengono invece elaborati a partire da un filamento di DNA, che agisce da stampo, attraverso un processo detto trascrizione. Alcuni tipi di questo acido nucleico presiedono alla sintesi delle proteine, che avviene mediante la traduzione; altri si legano a molecole proteiche e formano i ribosomi, organuli delle cellule procarioti ed eucarioti.
La struttura dell’RNA è formata da una sequenza di molecole dello zucchero ribosio, e di gruppi fosfato. A ciascuna molecola di zucchero è legata una base azotata, ossia una molecola che chimicamente può appartenere al gruppo delle purine (adenina A o guanina G) o delle pirimidine (citosina C o gracile U). L’unità formata da una base azotata, dallo zucchero cui questa è legata e dal gruppo fosfato è detta nucleotide. La molecola di RNA è pertanto una sequenza di nucleotidi. Nel caso del tRNA, il filamento di acido ribonucleico si ripiega assumendo una tipica conformazione, che ricorda un trifoglio; nel caso dell’rRNA, il filamento si associa con proteine a costruire le due subunità che compongono i ribosomi. L’mRNA ha una forma lineare e rappresenta il mediatore dell’informazione genetica tra il DNA e gli amminoacidi, nella fase di traduzione della sintesi proteica.
I diversi tipi di RNA vengono prodotti mediante la trascrizione, ossia mediante un meccanismo che assicura la trascrizione delle caratteristiche genetiche del DNA su molecole di acido ribonucleico. La molecola di DNA, formata da un doppio filamento avvolto su se stesso in modo elicoidale, si despiralizza e per opera di specifici enzimi si apre. A questo punto, la RNA polimerasi accoppia nuove basi azotate a quelle presenti su uno dei due filamenti di DNA, rispettando la complementarità della loro struttura molecolare. In altri termini, all’adenina si appaia l’uracile, mentre alla citosina si appaia la guanina. Questo processo avviene in modo molto simile alla replicazione del DNA, con la differenza che l’RNA messaggero come base completamente all’adenina (A) contiene gracile (U) al posto della timida (T). Completata la sintesi del filamento di RNA, questi si distacca da quello di DNA; il DNA si richiude e ritorna in forma spiralizzata. Negli organismi eucarioti, in cui il DNA si trova all’interno del nucleo cellulare, la trascrizione avviene all’interno di questo.
La traduzione è il processo mediante il quale diversi amminoacidi vengono uniti per formare una nuova proteina, mediante le istruzioni contenute in un filamento di RNA messaggero. Poiché tale filamento si forma su stampo del DNA, in realtà è questo acido nucleico a presiedere alla sintesi proteica. Mentre sta ancora avvenendo la trascrizione di un filamento di RNA messaggero, mRNA, questo inizia a staccarsi dal filamento stampo. Al termine di tale processo, un’estremità del filamento della nuova molecola si inserisce in un ribosoma. Questo organulo "scorre" lungo la molecola di mRNA; in tal modo, il ribosoma "legge" la sequenza delle basi azotate sull’mRNA. Questo processo prende il nome di traduzione e coinvolge un terzo tipo di molecola di RNA, chiamata RNA transfer (tRNA), che da una parte porta una tripletta di nucleotidi e dall’altra un amminoacido specifico, corrispondente alla tripletta. La tripletta di ciascun tRNA aderisce alla molecola di mRNA quando si trova una tripletta complementare. Ad esempio, la sequenza uracile - citosina - uracile (UCU) sul filamento dell’mRNA viene occupata dal tRNA contenente la tripletta adenina - guanina - adenina (AGA). In contrapposizione alla tripletta dell’mRNA, che si chiama codone, quella del tRNA prende il nome di anticodone.
Gli amminoacidi portati dal tRNA nella sequenza specificata dall’mRNA vengono, quindi, legati l’uno all’altro sul ribosoma, a formare una nuova catena polipeptica. Una volta terminata, la catena polipeptidica si libera dal ribosoma e assume la sua forma tridimensionale specifica, determinata dalla sequenza degli amminoacidi. La forma di un polipeptide e le sue proprietà chimico - fisiche, entrambe determinate dalla sequenza amminoacidica, sono responsabili dell’eventuale unione di questa molecola ad altre catene polipeptidiche, nonché della funzione della proteina nell’organismo.