РНК: механизм образования молекул. Физиологическая роль и-РНК, т-РНК, р-РНК.

        РНК (рибонуклеиновая кислота) - класс нуклеиновых кислот, линейных полимеров нуклеотидов, в состав которых входят остаток фосфорной кислоты, рибоза (в отличие от ДНК, содержащей дезоксирибозу) и азотистые основания - аденин, цитозин, гуанин и урацил (в отличие от ДНК, содержащий вместо урацила тимин). Эти молекулы содержатся в клетках всех живых организмов, а также в некоторых вирусах.
     РНК содержатся главным образом в цитоплазме клеток. Эти молекулы синтезируются в клетках всех клеточных живых организмов, а также содержатся в вироидах и некоторых вирусах. 
      Основные функции РНК в клеточных организмах - это шаблон для трансляции генетической информации в белки и поставка соответствующих аминокислот к рибосомам. В вирусах является носителем генетической информации (кодирует белки оболочки и ферменты вирусов). Вироиды состоят из кольцевой молекулы РНК и не содержат в себе других молекул. Существует гипотеза мира РНК, согласно которой, РНК возникли перед белками и были первыми формами жизни. 
        Клеточные РНК образуются в ходе процесса, называемого транскрипцией, то есть синтеза РНК на матрице ДНК, осуществляемого специальными ферментами - РНК-полимеразы. Затем матричные РНК (м-РНК) участвуют в процессе, называемом трансляцией. Трансляция - это синтез белка на матрице м-РНК при участии рибосом. Другие РНК после транскрипции подвергаются химическим модификациям, и после образования вторичной и третичной структур выполняют функции, зависящие от типа РНК.

      Для одноцепочечной РНК характерны разнообразные пространственные структуры, в которых часть нуклеотидов одной и той же цепи спарены между собой. Некоторые высокоструктурированные РНК принимают участие в синтезе белка клетки, например, транспортные РНК служат для узнавания кодонов и доставки соответствующих аминокислот к месту синтеза белка, а матричные РНК служат структурной и каталитической основой рибосом. 
      Однако функции РНК в современных клетках не ограничиваются их ролью в трансляции. Так м-РНК участвуют в сплайсинге эукариотических матричных РНК и других процессах. 
      Кроме того, что молекулы РНК входят в состав некоторых ферментов (например, теломеразы) у отдельных РНК обнаружена собственная энзиматическая активность, способность вносить разрывы в другие молекулы РНК или, наоборот, «склеивать» два РНК-фрагмента. Такие РНК называются рибозимами. 
       Геномы ряда вирусов состоят из РНК, то есть у них она играет роль, которую в высших организмах выполняет ДНК. На основании разнообразия функций РНК в клетке была выдвинута гипотеза, согласно которой РНК - первая молекула, способная к самовоспроизведению в добиологических системах.

       В зависимости от локализации в клетке, различают 3 вида РНК:  м-РНК (матричная, или информационная), транспортная – т-РНК, рибосомальная –р-РНК.

      Матричная рибонуклеиновая кислота (м-РНК, синоним - информационная РНК, и-РНК) - РНК, отвечающая за перенос информации о первичной структуре белков от ДНК к местам синтеза белков. м-РНК синтезируется на основе ДНК в ходе транскрипции, после чего, в свою очередь, используется при трансляции как матрица для синтеза белков. Тем самым м-РНК играет важную роль в «проявлении» (экспрессии) генов. 
Длина типичной зрелой м-РНК составляет от нескольких сотен до нескольких тысяч нуклеотидов. Самые длинные м-РНК отмечены у (+) РНК-содержащих вирусов, например пикорнавирусов, однако следует помнить, что у этих вирусов м-РНК образует весь их геном. 
      Подавляющее большинство РНК не кодируют белок. Эти некодирующие РНК могут транскрибировать из отдельных генов (например, рибосомальные РНК) или быть производными интронов. Классические, хорошо изученные типы некодирующих РНК - это транспортные РНК (т-РНК) и р-РНК, участвующие в процессе трансляции. Существуют также классы РНК, ответственные за регуляцию генов, процессинг м-РНК и другие роли. Кроме того, есть и молекулы некодирующих РНК, способные катализировать химические реакции, такие, как разрезание и лигирование молекул РНК.
     Транспортные (т-РНК) - малые, состоящие из примерно 80 нуклеотидов, молекулы с консервативной третичной структурой. Они переносят специфические аминокислоты к месту синтеза пептидной связи в рибосоме. Каждая т-РНК содержит участок для присоединения аминокислоты и антикодон для узнавания и присоединения к кодону м-РНК. Антикодон образует водородные связи с кодоном, что помещает т-РНК в положение, способствующее образованию пептидной связи между последней аминокислотой образованного пептида и аминокислотой, присоединенной к т-РНК. 
      Рибосомальные РНК (р-РНК) - каталитическая составляющая рибосом. Эукариотические рибосомы содержат четыре типа молекул р-РНК: 18S, 5.8S, 28S и 5S. Три из четырех типов р-РНК синтезируются на  полисомах. В цитоплазме рибосомальные РНК соединяются с рибосомальными белками и формируют нуклеопротеины, называемые рибосомами. Рибосома присоединяется к м-РНК и синтезирует белок. р-РНК составляет до 80% РНК, обнаруживается в цитоплазме эукариотической клетки. 
      Необычный тип РНК, который действует в качестве т-РНК и м-РНК (тм-РНК) обнаружен во многих бактериях и пластидах. При остановке рибосомы на дефектных м-РНК без стоп-кодонов тм-РНК присоединяет небольшой пептид, направляющий белок на деградацию.