Ugrás a tartalomhoz

Ribonukleinsav

Ellenőrzött
A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
mRNS hajtűhurkának számítógépes modellje. Az egyszálú RNS visszahajolva saját magával alkot hidrogénkötéseket. A bázisok zölddel, a ribóz-foszfát gerinc kékkel van jelölve

A ribonukleinsav (RNS) egy polimer makromolekula, amely alapvető fontosságú az életfunkciók működéséhez. Az RNS-t alegységek (nukleotidok) lánca alkotja, ezen alegységek meghatározó részei az adenin, a citozin, a guanin és az uracil bázisok. Sorrendjük határozza meg az RNS működését. Az RNS szabályozza a gének működését, valamint hírvivő RNS-ként a genetikai információt szállítja a DNS és a fehérjék között. Számos vírus genomja is RNS-ből áll. Egyes RNS-molekulák az enzimekhez hasonlóan katalikus aktivitással is rendelkeznek, pl. ilyen rRNS-ek készítik a fehérjéket a riboszómákban; a folyamathoz pedig a transzfer RNS-ek szállítják az aminosavakat.

Az egyik legnépszerűbb hipotézis szerint az élet keletkezésekor az RNS játszotta genetikai információ hordozójának (ami ma a DNS) és a biokémiai reakciókat gyorsító katalizátorok (ezek ma a fehérjealapú enzimek) szerepét is; ez volt az úgynevezett RNS-világ.[1]

Kémiai szerkezete

[szerkesztés]
Bázisok kapcsolódása a kettős szálú RNS-ben

Az RNS-polimer: egy hosszú lánc, amelynek alegységei a nukleotidok. A nukleotid egy ötszénatomos cukorból, ribózból áll (ennek szénatomjait 1'-től 5'-ig számozzák), amelynek az 1'-es szénatomjához egy purin- (adenin vagy guanin) vagy egy pirimidinbázis (citozin vagy uracil) kapcsolódik. Ezenkívül a ribóz 3' szénatomjához egy foszfátcsoport kötődik, amely egyúttal összeköti a következő nukleotid ribózának 5' atomjával. A foszfát negatív töltésű, így az egész RNS szintén jelentős negatív töltéssel rendelkezik (polianion). Ezt a töltést pozitív fémionok (általában magnéziumionok) kompenzálják, lehetővé téve a kettős szálak és másodlagos szerkezetek kialakulását.

Két RNS szál (vagy egy visszahajló szál) bázisai hidrogénkötéseket létesíthetnek egymással: citozin a guaninnal, adenin az uracillal. Előfordulnak szokatlan párosítások is, pl. a guanin és az uracil kevésbé stabil („lötyögő”) kötéssel kapcsolódhat;[2] ilyenek lehetnek egy hurok adeninjei,[3] vagy a guanin-adenin párosításokat tartalmazó GNRA típusú négyes hurok (tetraloop).[2]

Az RNS és a DNS közötti különbségek

[szerkesztés]
Az 50S riboszómaalegység számítógépes modellje. A riboszomális RNS barnával, a fehérjék kékkel, az aktív centrum pirossal van jelölve

Az RNS szerkezetileg nagyon hasonlít a DNS-hez (dezoxiribonukleinsav), de három fontos dologban különbözik tőle:

  • Az RNS polimergerince ribóz cukrot tartalmaz, a DNS-é pedig dezoxiribózt (ami egy olyan ribózmolekula, amelynek 2' szénatomjáról hiányzik a hidroxilcsoport).[4] Az RNS ezáltal kevésbé stabil, hidrolízisének aktivációs energiája alacsonyabb.
  • Az RNS uracil bázisa helyett a DNS-ben timin található (a különbség egy plusz metilcsoport a timin esetében).
  • A kettős szálú, igen hosszú DNS-sel szemben az RNS többnyire egyszálú, és lánca jóval rövidebb.[5][6] Az RNS is képes azonban kettős szálakat alkotni (hibridizálódni) másik RNS-sel (vagy részlegesen önmagával), illetve egyszálú DNS-sel is.[7] A hurokszerűen visszahajolva önmagával hibridizálódó RNS olyan másodlagos szerkezeteket alkot, amelyek feltétlenül szükségesek biológiai funkciójának ellátásához (beleértve az mRNS-t, tRNS-t, rRNS-t, snRNS-t vagy egyéb nemkódoló RNS-eket).[8] Ezek a kettős szálú régiók általában rövidek (a DNS-hez képest), több kisebb hurokból állnak és a fehérjékhez hasonló háromdimenziós felületet hoznak létre. Ebben a formájában az enzimekhez hasonlóan képes lehet kémiai reakciókat katalizálni (ezek az RNS-ek az úgynevezett ribozimek).[9] A fehérjéket összeállító, RNS-ből és fehérjékből álló riboszómák aktív centruma például kizárólag RNS-ből áll.[10]
RNS-molekula részlete, guanozil alegységgel

A ribóz plusz hidroxilcsoportja miatt a kettős szálú RNS általában A-hélixet alkot;[11] bár egyszálú formában ritkán a DNS-re jellemző B-alakot is felveheti.[12] Az A-alak hélixének nagy árka keskeny és igen mély, kis árka pedig sekély és széles.[13] Ezenfelül a 2' szénatomhoz kapcsolódó OH-csoport laza konformáció (egyszálú forma) esetén megtámadhatja a molekulagerinc foszfodiészter kötéseit, elvágva ezzel az RNS láncát.[14]

Másodlagos és harmadlagos szerkezet

[szerkesztés]

Az egyszálú RNS biológiai funkciójának ellátásához másodlagos és harmadlagos alakot vesz fel. A másodlagos szerkezetet az egyszálú molekula hajtűszerű hurkos visszahajlásai biztosítják, amelyet az önmagával való hibridizáció (kettős szálú szakaszok) kialakítása rögzít. A hurkok és hajtűk aztán a fehérjékhez hasonlóan harmadlagos térbeli formát alakítanak ki.[15] Kimutatták, hogy a másodlagos szerkezet kialakulásához legalább négyféle bázisnak kell jelen lennie a molekulában.[16]

Az élő szervezetek RNS-e a ribóz két lehetséges enantiomerjéből a d változatot tartalmazza. Szintetikusan előállítható l-ribózt tartalmazó RNS is, amely ellenálló a ribonukleáz enzimek lebontó hatásával szemben.[17]

Kémiai módosulások

[szerkesztés]
A telomeráz RNS-ének másodlagos szerkezete

Az RNS négy bázisa és a cukormolekulái a sejtekben utólagosan többféle kémiai módosuláson mehetnek át.[18] Ilyen a pszeudouridin (Ψ), ahol az uracil ás a ribóz közti kötés nem a szén- és nitrogénatom közötti, hanem szén–szén kapcsolódás; vagy a ribotimidin (T), amelyek több helyen előfordulnak, de legismertebb a tRNS TΨC hurka.[19] Egy másik ismert módosulás a hipoxantin, ami egy deaminált adenin, amelynek nukleozidja az inozin (I). Az inozinnak fontos szerepe van a genetikai kód kialakulásának „lötyögő bázispár” elméletében.[20]

A természetben több mint száz kémiailag módosult nukleozid ismert.[21] A legnagyobb szerkezeti változatosság a tRNS-re jellemző,[22] míg a pszeudouridin és a 2’-O-metilribózt tartalmazó egységek a leggyakrabban előforduló nukleozidok.[23] A módosulások pontos szerepe nem minden esetben ismert, de figyelemreméltó, hogy pl. a riboszomális RNS-nél a modifikációk többsége a fontos régiókon belül (pl. a peptidil-transzferáz aktív centrum)[24] vagy az alegységek kapcsolódási pontjain található, vagyis valószínűleg fontos szerepük van.[25]

Az RNS típusai

[szerkesztés]
Transzfer-RNS szerkezete

Az RNS legismertebb fajtája a hírvivő RNS (mRNS), amely a DNS-től szállítja az információt a fehérjeszintézist végző riboszómákhoz a citoplazmába. Az mRNS bázissorrendjét (az adenin, guanin, citozin és uracil bázisok egymásutánja) a DNS határozza meg és a riboszómák ezt leolvasva készítik el az annak megfelelő aminosavsorrendű fehérjét.[26] A legtöbb RNS-nek azonban más funkciója van, pl. az eukariótáknál az RNS-ek 97%a- nem kódol fehérjét.[27][28][29][30]).

Ezeknek az úgynevezett nemkódoló RNS-eknek lehet saját génjük, egy részük azonban más gének intronjaiból származik.[31] A nem-kódoló RNS-ek legismertebb képviselői a fehérjeszintézisben részt vevő transzfer RNS (tRNS) és a riboszomális RNS (rRNS).[7] Ezenkívül jelentős szerepet játszanak a gének működésének szabályozásában, más RNS-ek utólagos módosításában stb. Néhányuk képes kémiai reakciókat katalizálni; pl. elvágni vagy összekötni más RNS-eket,[32] vagy peptidkötéssel összekötni az aminosavakat a riboszómában.[10]

Hosszuk alapján kis (sRNS) és hosszú RNS-ekre osztják fel őket.[33] A kettő közötti határt a 200 bázisos hosszúságnál húzzák meg.[34] A hosszú RNS-ek közé az mRNS és az ún. hosszú nemkódoló RNS (lncRNS) tartozik; míg kis RNS a riboszomális RNS, a transzfer RNS, a mikroRNS (miRNS), a kis interferáló RNS (siRNS), a kis nukleoláris RNS (snoRNS), a Piwi-kapcsolódó RNS (piRNS), a tRNS-eredetű kis RNS (tsRNS)[35] és a kis rDNS-eredetű RNS (srRNS).[36] Van néhány kivétel is, pl. a Halococcus ősbaktérium 5S riboszomális rRNS-ének génjében található egy betoldás, emiatt mérete meghaladja a 200 bázist.[37][38][39]

A fehérjeszintézis RNS-ei

[szerkesztés]
A fehérjeszintézis (transzláció) folyamata

A fehérjék aminosavsorrendjének információja a kromoszómák DNS-ében tárolódik, míg a fehérjék szintézise a citoplazmában található riboszómákon zajlik. A kettő között a hírvivő RNS (mRNS) létesít kapcsolatot. Az eukarióta sejtekben a DNS-ről átíródik az mRNS prekurzora, amely egy érési folyamaton megy keresztül. Ennek során eltávolítják belőle az intronokat, a felismerést segítő „sapkát” és „farkat” kap, majd a sejtmagból átszállítják a citoplazmába, ahol a riboszómák megkötik és bázissorrendjét a transzfer RNS-ek segítségével a genetikai kódnak megfelelően átfordítják a készülő fehérje aminosavsorrendjére. A baktériumoknak nincs sejtmagjuk, a kromoszómák egy térben vannak a riboszómákkal és az mRNS elejéről már akkor készül a fehérje, amikor a vége még javában átíródik a DNS-ről. Az mRNS nem hosszú életű, általában néhány perc (de maximum néhány nap) elteltével lebontják a ribonukleáz enzimek.[26]

A transzfer RNS (tRNS) viszonylag kicsi, kb. 80 bázis hosszú. Feladata, hogy megkösse a húsz aminosav egyikét, és a rajta (a tRNS-en) található hárombázisos felismerőhellyel az mRNS-hez kapcsolódva odanyújtsa az aminosavat a riboszómának, hogy az odakösse azt a készülő fehérjelánc végéhez.[31] Ennek megfelelően húszfajta tRNS létezik.

A riboszomális RNS (rRNS) a riboszómák egyik alkotóeleme, ez hozza létre az aminosavak közötti peptidkötéseket. Az eukarióták riboszómájában négyfajta rRNS-molekula található: 18S, 5,8S, 28S és 5S rRNS (a szám és az S betű a szétválasztásuk során a szedimentáció mértékét jelzi). Közülük három a sejtmagvacskában (nukleóluszban) íródik át a DNS-ről. A négyfajta RNS a citoplazmában a megfelelő fehérjékkel kapcsolódva hozza létre a riboszóma nukleinsav–fehérje komplexumát. Az mRNS-hez egyszerre több riboszóma is kapcsolódik.[26] Az átlagos eukarióta sejt RNS-tartalmának döntő többsége rRNS.

A baktériumokban található a transzfer-hírvivő RNS (tmRNS), amely a tRNS és mRNS tulajdonságaival is rendelkezik és fehérjekomplexeket alkotva hibaelhárítási funkciót lát el. Ha mutáció vagy átírási hiba miatt egy mRNS végéről hiányzik a stopkodon, akkor nem tud leválni a riboszómáról. Ilyenkor a tmRNS bontja le a riboszómát, a félkész fehérjét és a hibás mRNS-t.[40]

Szabályozó RNS-ek

[szerkesztés]
Az ún. kalapácsfej szerkezetű ribozim modellje

A génműködés szabályozói közül a fehérjéket fedezték fel először, mind aktivátori, mind gátlói szerepben. Ezek a gén közelében található rövid enhancer DNS-szakaszokhoz kötve fejtették ki hatásukat.[41] Később azonban kiderült, hogy a szabályozásban az RNS-ek is részt vesznek, sőt többfajta mechanimzus által végzik el feldatukat. Ezek közé tartozik az RNS-interferencia, amely az mRNS-eket célozza; a hosszú nemkódoló RNS, amely egész kromoszómaszakaszokat módosít epigenetikusan, vagy a génműködést fokozó enhancer RNS-ek.[42] A baktériumoknak is megvannak a maguk RNS-alapú szabályozó rendszereik, mint pl. a CRISPR vagy a bakteriális kis RNS-ek.[43] 2006-ban a mikro-RNS-ek (miRNS; mRNS-hez specifikusan kötődő rövid molekulák) felfedezéséért ítélték oda a fiziológiai Nobel-díjat.[44]

Mikro-RNS (miRNS) és kis intereferáló RNS (siRNS)

[szerkesztés]

Számos gén esetében a transzkripció utáni szabályozást az RNS-interferencia végzi. Ekkor a kis miRNS-ek specifikusan hozzákötnek az mRNS bizonyos szakaszaihoz, megakadályozva a róluk történő fehérjeátírást.[45] Az mRNS lebontását vagy blokkolását egy számos fehérjéből és kis RNS-ekből álló komplex végzi.[46]

Hosszú nemkódoló RNS

[szerkesztés]

A hosszú nemkódoló RNS-ek (lncRNS) első ismert képviselője a X-kromoszómák inaktivációját végző Xist volt, amely a célterülethez tapadva segíti az úgynevezett polycomb fehérjék kötődését és a kromoszóma kromatinanyagának olyan mértékű tömörítését, hogy a génátírás lehetetlenné válik.[47] Ezt követően más lncRNS-eket is felfedeztek, amelyek az őssejtek pluripotenciáját vagy a sejtosztódást szabályozzák.[48][48]

Enhancer RNS

[szerkesztés]

Az enhancer RNS-ek viszonylag hosszúak (50-2000 bázis) és a DNS úgynevezett enhancer szakaszairól íródnak át, hogy fokozzák egy bizonyos gén működését.[48][49]

A baktériumok kis RNS-ei

[szerkesztés]

Kis RNS

[szerkesztés]

Az RNS-ek általi génszabályozást eleinte eukarióta jellegzetességnek gondolták, ami magyarázta volna, hogy ezekben a sejtekben miért jóval magasabb a transzkripció szintje a prokariótákhoz képest. De amikor ezeket a regulátorokat a baktériumokban is keresni kezdték, hamarosan meg is találták őket, és a kis RNS (sRNS) nevet kapták.[43][50] Az RNS-ek általi génszabályozás ma általánosnak látszik (ami alátámasztja az élet eredetének RNS-világ elméletét).[42][51] Az enterobaktériumokban például az sRNS-ek szabályozzák a környezeti stresszre (éhezés, kémiai anyagok, DNS-károsodás) adott válaszokat. Működésüket az mRNS-ekhez való kötődéssel fejtik ki.[42] A mRNS-eken belül úgynevezett riboswitchek („ribokapcsolók”) találhatók, amelyek kis szerves molekulákat megkötve befolyásolják a róla átírt fehérjék mennyiségét. Más kis szabályozó riboswitchek a megkötött molekula hatására megváltoztatják térszerkezetüket és géneket kapcsolnak be vagy ki.[52][53]

CRISPR

[szerkesztés]

A prokariótákban működő vírusellenes védekező rendszer, a CRISPR szintén kis regulációs RNS-eken keresztül fejti ki működését.[42][54]

Szintézis és utólagos módosítás

[szerkesztés]

Az eukarióták esetében az RNS szintézise a sejtmagban történik az RNS-polimeráz enzim segítségével, és bázissorrendjének templátjául a DNS szolgál (ez a folyamat a transzkripció). Először az enzim odaköt a DNS promoter részéhez (ami többnyire valamivel az átírandó gén előtt található). A DNS kettős szálát a helikáz enzim széttekeri. Az enzim ezután a templát DNS mentén 3'-5' irányban a nukleotidok sorban egymáshoz kötésével megkezdi az RNS szintézisét (ez a lánc 5'-3') irányban gyarapszik. A szintézis végét szintén a DNS-en található kód jelzi (ami nem a genetikai kódban található stopkodon; az a fehérjeszintézis végét jelenti).[55]

RNS is szolgálhat az RNS templátjául, például egyes vírusok (mint a poliovírus) esetében.[56] Ezenfelül ez a folyamat az RNS-intereferenciához is szükséges.[57]

Uridin-pszeudouridin módosítás

Az elkészült RNS-lánc többnyire utólagos módosulásokon megy keresztül. Az eukarióták mRNS-e például egy adeninekből álló „farkat” és egy metil-guanozin „sapkát” kap, valamint a spliceoszómák kivágják belőle az intronokat (néha az intron ribozimaktivitással rendelkezik és saját magát vágja ki).[58] A spliceoszómák maguk is RNS-ből (kis sejtmag-RNS-ből) és fehérjékből épülnek fel.[7]

Utólagosan az RNS bázisait is módosíthatják; ezt eukariótáknál a 60-300 bázis hosszúságú kis sejtmagvacska-RNS végzi (ez nevének megfelelően a sejtmagvacskában és a Cajal-testekben található).[31] Enzimekhez kapcsolódva odaköt a megfelelő szekvenciájú RNS-szakaszhoz, majd az enzimek elvégzik a kémiai módosításokat. Célpontja elsősorban az rRNS és tRNS, de az snRNS és az mRNS is modifikálódik.[59][60] A DNS mellett az RNS is metilálódik.[61][62]

Az RNS szerepe a genetikában

[szerkesztés]

RNS-genom

[szerkesztés]

A DNS-hez hasonlóan az RNS is hordozhat genetikai információt. Az RNS-vírusok genomja RNS-ből áll, amely számos fehérjét kódol. Ezek részben a vírusgenom másolását végzik, mások a RNS köré védőburkot alkotnak, amellyel más sejteket tud megfertőzni. A viroidok csak egy RNS-szálból állnak, amely nem kódol fehérjét és a gazdanövény sejtjeinek polimerázai másolják le őket.[63]

Reverz transzkripció

[szerkesztés]

Egyes vírusok (mint a retrovírusok) genomja RNS-ből áll, de másolása során először reverz transzkripcióval DNS-másolatokat készítenek róla, amelyet beintegrálnak a gazdasejt kromoszómájába. A DNS-ről aztán RNS íródik át. A kromoszómákba beépült retrotranszpozonok is úgy terjednek, hogy a róluk transzkripcióval készült RNS-t átírják DNS-sé.[64] Az eukarióta kromoszómák működéséhez alapvető fontosságú telomeráz enzim egy rövid RNS-molekulát tartalmaz, amelyet sablonként használ a kromoszómák végeinek meghosszabbításához.[65]

Kettős szálú RNS

[szerkesztés]

Egyes vírusok genomja kettős szálú RNS-ből áll. Jelenléte az eukarióta sejtekben egyfajta „immunreakciót”, RNS-interferenciát vált ki; gerincesekben pedig az immunrendszert stimuláló interferon termelődését indukálja.[66][67][68][69]

Cirkuláris RNS

[szerkesztés]

Az 1970-es évek végén kimutatták, hogy a mind az állati, mind a növényi sejtekben előfordul egyszálú, kovalensen zárt, kör alakú RNS.[70] Valószínűleg a splicing során keletkeznek, de funkciójuk nagyrészt még ismeretlen.

Kutatástörténete

[szerkesztés]
A tRNS-t megszekvenáló Robert W. Holley (balra) a csapatával

A nukleinsavakat 1868-ban Friedrich Miescher fedezte fel, aki az anyagot „nukleinnak” nevezte el, mivel az a sejtmagban (nucleus) található.[71] Később kiderült, hogy a sejtmaggal nem rendelkező prokarióta sejtek is tartalmaznak nukleinsavakat. Már 1939-ben sejtették, hogy az RNS szerepet játszik a fehérjék szintézisében.[72] 1959-ben Severo Ochoa elnyerte a fiziológiai Nobel-díjat (Arthur Kornberggel közösen), miután felfedezett egy enzimet, amely laboratóriumi körülmények között képes volt RNS-t szintetizálni;[73] bár később kiderült, hogy az enzim (polinukleotid-foszforiláz) nem az RNS-szintézisét, hanem lebontását végzi. 1956-ban Alex Rich és David Davies két különálló RNS-szálat hibridizáltak, és létrehozták az első RNS-kristályt, amelynek szerkezetét röntgenkrisztallográfiával meg tudták határozni.[74]

1965-ben Robert W. Holley meghatározta az élesztő 77 nukleotidból álló tRNS-ének bázissorendjét és ezért három évvel később Nobel-díjat kapott.[75] Az 1970-es évek elején felfedezték a retrovírusokat és a reverz transzkripciót, kimutatva, hogy a genetikai információ nem csak a DNS-től az RNS irányába, hanem fordítva is áramolhat. Ezért a felfedezéséért David Baltimore, Renato Dulbecco és Howard Temin 1975-ben kapott Nobel-díjat. Egy évvel később Walter Fiers és csapata elsőként határozta meg egy RNS vírus, az MS2 bakteriofág genomjának teljes szekvenciáját.[76]

1977-ben mind az eukariótáknál, mind az emlősök vírusainál felfedezték az intronokat és a splicingot, amiért Philip Sharp and Richard Roberts 1993-ban Nobel-díjat kapott. Az 1980-as évek elején felismerték egyes RNS-ek kataliktikus aktivitását (ribozimek), ezért Thomas Cechet és Sidney Altmant jutalmazták Nobel-díjjal. 1990-ben kiderült, hogy a petúniába mesterségesen bevitt gének gátolhatják a növény hasonló génjeinek kifejeződését; akkor még nem tudták, de ez volt az RNS-interferencia első megfigyelése.[77][78] Szintén ekkoriban figyelték meg, hogy 22 bázis hosszúságú RNS-ek (ma mikro-RNS-nek hívják őket) befolyásolják a C. elegans fonálféreg embrionális fejlődését.[79]

2006-ban Andrew Fire és Craig Mello kapta a fiziológiai Nobel-díjat az RNS-interferencia felfedezéséért; ugyanebben az évben a kémiai Nobelt Roger Kornberg nyerte el a transzkripció mechanizmusának tanulmányozásáért. A génaktivitást szabályozó siRNS felfedezését követően megkezdődtek a kutatások a klinikai felhasználásra.[80] A 2009-es kémiai Nobelt Venkatráman Rámakrisnan, Thomas A. Steitz és Ada Jonat nyerte el a riboszómák részletes szerkezetének felderítéséért. A 2023-as fiziológiai Nobel-díjat Karikó Katalin és Drew Weissman kapta a módosított nuklezidokra vonatkozó kutatásaikért, ami lehetővé tette az mRNS-vakcinák kifejlesztését a Covid-járvány idején.[81][82][83]

Az RNS szerepe az élet keletkezésében

[szerkesztés]

Carl Woese már 1968-ban felvetette, hogy az RNS-nek katalitikus hatása lehet, és hogy az élet kezdetén egyszerre hordozhatott genetikai információt és gyorsíthatta fel a biokémiai reakciókat, vagyis megalkotta az élet keletkezésének RNS-világ hipotézisét.[84][85] 2022-ben kimutatták, hogy a vulkanikus bazalt (ami a fiatal Földön bőségesen előfordult) lehetővé teszi az RNS-molekulák spontán keletkezését.[86][87]

2015-ben kimutatták hogy a világűr körülményei között a meteoritokban megtalálható anyagokból, többek között pirimidinből uracil, citozin és timin jöhet létre.[88] 2022-ben felismerték, hogy az élet keletkezéséhez szükséges molekulák, többek között RNS-prekurzorok nagy mennyiségben fordulnak elő a Tejútrendszer központjának gázfelhőiben.[89][90]

Klinikai alkalmazások

[szerkesztés]

Gyors lebomlása miatt az RNS-t sokáig nem tartották alkalmasnak terápiás célokra, azóta viszont jelentős előrelépések történtek a stabilizálása felé.[91] Ennek hatására megindultak a kutatások az mRNS-alapú gyógyszerek felé, amelyek egy rövid ideig tartó, de erőteljes fehérjetermelést indítanak el a szervezetben.[92] Állatkísérletekben sikereket értek el a csontregenerációt, őssejtképződést, szívfunkciókat befolyásoló fehérjékkel.[93][94][95][96][97] A génműködést szabályozó siRNS-ek is ígéretes terápiás lehetőségeket nyújtanak, de a sejtműködés kutatásában vagy a gyógyszerfejlesztésben is hasznosak lehetnek.[92]

Az mRNS-alapú oltóanyagok a Covid-járvány idején mutatkoztak be. Az RNS-alapú vakcinák előállítása ma[mikor?] már egyszerűbb és gyorsabb, mint a hagyományos, elölt vagy módosított kórokozókból nyert oltóanyagoké, ahol hónapokba vagy évekbe telhet egy kórokozó kitenyésztése és annak meghatározása, hogy mely fehérjéit lehet inaktiválni és felhasználni a vakcinában.

Jegyzetek

[szerkesztés]
  1. ↑ (2007. december 1.) „The origin of the RNA world: co-evolution of genes and metabolism”. Bioorganic Chemistry 35 (6), 430–443. o. DOI:10.1016/j.bioorg.2007.08.001. PMID 17897696. „The proposal that life on Earth arose from an RNA World is widely accepted.” 
  2. ↑ a b (2004. december 1.) „Diversity of base-pair conformations and their occurrence in rRNA structure and RNA structural motifs”. Journal of Molecular Biology 344 (5), 1225–49. o. DOI:10.1016/j.jmb.2004.09.072. PMID 15561141. 
  3. ↑ RNA biochemistry and biotechnology. Springer, 73–87. o. (1999. november 24.). ISBN 978-0-7923-5862-6. OCLC 52403776 
  4. ↑ Analysis of Chromosomes. Agrotech Press (2014. november 24.). ISBN 978-93-84568-17-7 [halott link]
  5. ↑ RNA: The Versatile Molecule. University of Utah, 2015
  6. ↑ Nucleotides and Nucleic Acids. University of California, Los Angeles. [2015. szeptember 23-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2015. augusztus 26.)
  7. ↑ a b c Biochemistry, 5th, WH Freeman and Company, 118–19, 781–808. o. (2002. november 24.). ISBN 978-0-7167-4684-3. OCLC 179705944 
  8. ↑ (1999. október 1.) „How RNA folds”. Journal of Molecular Biology 293 (2), 271–81. o. DOI:10.1006/jmbi.1999.3001. PMID 10550208. 
  9. ↑ (2000. augusztus 1.) „RNA secondary structure: physical and computational aspects”. Quarterly Reviews of Biophysics 33 (3), 199–253. o. DOI:10.1017/S0033583500003620. PMID 11191843. 
  10. ↑ a b (2000. augusztus 1.) „The structural basis of ribosome activity in peptide bond synthesis”. Science 289 (5481), 920–30. o. DOI:10.1126/science.289.5481.920. PMID 10937990. 
  11. ↑ (1993. április 1.) „The DNA strand in DNA.RNA hybrid duplexes is neither B-form nor A-form in solution”. Biochemistry 32 (16), 4207–15. o. DOI:10.1021/bi00067a007. PMID 7682844. 
  12. ↑ (2016. február 1.) „RNA approaches the B-form in stacked single strand dinucleotide contexts”. Biopolymers 105 (2), 65–82. o. DOI:10.1002/bip.22750. PMID 26443416. 
  13. ↑ (2000. március 1.) „RNA bulges as architectural and recognition motifs”. Structure 8 (3), R47–54. o. DOI:10.1016/S0969-2126(00)00110-6. PMID 10745015. 
  14. ↑ (1999) „The mechanism of the metal ion promoted cleavage of RNA phosphodiester bonds involves a general acid catalysis by the metal aquo ion on the departure of the leaving group”. Journal of the Chemical Society, Perkin Transactions 2 (8), 1619–26. o. DOI:10.1039/a903691a. 
  15. ↑ (2004. május 1.) „Incorporating chemical modification constraints into a dynamic programming algorithm for prediction of RNA secondary structure”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 101 (19), 7287–92. o. DOI:10.1073/pnas.0401799101. PMID 15123812. PMC 409911. 
  16. ↑ (2007. február 1.) „RNA secondary structure design”. Physical Review E 75 (2). DOI:10.1103/PhysRevE.75.021920. PMID 17358380. arXiv physics/0609135. 
  17. ↑ (2015. január 1.) „Turning mirror-image oligonucleotides into drugs: the evolution of Spiegelmer(®) therapeutics”. Drug Discovery Today 20 (1), 147–55. o. DOI:10.1016/j.drudis.2014.09.004. PMID 25236655. 
  18. ↑ Clinical gene analysis and manipulation: Tools, techniques and troubleshooting. Cambridge University Press, 14. o. (1996. november 24.). ISBN 978-0-521-47896-0. OCLC 33838261 
  19. ↑ (2001. május 1.) „Identification of critical elements in the tRNA acceptor stem and T(Psi)C loop necessary for human immunodeficiency virus type 1 infectivity”. Journal of Virology 75 (10), 4902–6. o. DOI:10.1128/JVI.75.10.4902-4906.2001. PMID 11312362. PMC 114245. 
  20. ↑ (1984. február 1.) „Inosine biosynthesis in transfer RNA by an enzymatic insertion of hypoxanthine”. The Journal of Biological Chemistry 259 (4), 2407–10. o. DOI:10.1016/S0021-9258(17)43367-9. PMID 6365911. 
  21. ↑ (2011. január 1.) „The RNA Modification Database, RNAMDB: 2011 update”. Nucleic Acids Research 39 (Database issue), D195-201. o. DOI:10.1093/nar/gkq1028. PMID 21071406. PMC 3013656. 
  22. ↑ TRNA: Structure, biosynthesis, and function. ASM Press, 165. o. (1995. november 24.). ISBN 978-1-55581-073-3. OCLC 183036381 
  23. ↑ (2001. július 1.) „Small nucleolar RNA-guided post-transcriptional modification of cellular RNAs”. The EMBO Journal 20 (14), 3617–22. o. DOI:10.1093/emboj/20.14.3617. PMID 11447102. PMC 125535. 
  24. ↑ (2021. november 1.) „The Peptidyl Transferase Center: a Window to the Past.”. Microbiol Mol Biol Rev 85 (4), e0010421. o. DOI:10.1128/MMBR.00104-21. PMID 34756086. PMC 8579967. 
  25. ↑ (2003. február 1.) „Ribosome structure and activity are altered in cells lacking snoRNPs that form pseudouridines in the peptidyl transferase center”. Molecular Cell 11 (2), 425–35. o. DOI:10.1016/S1097-2765(03)00040-6. PMID 12620230. 
  26. ↑ a b c The Cell: A Molecular Approach, 3rd, Sinauer, 261–76, 297, 339–44. o. (2004. november 24.). ISBN 978-0-87893-214-6. OCLC 174924833 
  27. ↑ (2001. szeptember 1.) „The evolution of controlled multitasked gene networks: the role of introns and other noncoding RNAs in the development of complex organisms”. Molecular Biology and Evolution 18 (9), 1611–30. o. DOI:10.1093/oxfordjournals.molbev.a003951. PMID 11504843. 
  28. ↑ (2001. november 1.) „Non-coding RNAs: the architects of eukaryotic complexity”. EMBO Reports 2 (11), 986–91. o. DOI:10.1093/embo-reports/kve230. PMID 11713189. PMC 1084129. 
  29. ↑ (2003. október 1.) „Challenging the dogma: the hidden layer of non-protein-coding RNAs in complex organisms”. BioEssays 25 (10), 930–39. o. DOI:10.1002/bies.10332. PMID 14505360. 
  30. ↑ (2004. október 1.) „The hidden genetic program of complex organisms”. Scientific American 291 (4), 60–67. o. DOI:10.1038/scientificamerican1004-60. PMID 15487671. [halott link]
  31. ↑ a b c Mining the transcriptome – methods and applications. Stockholm: School of Biotechnology, Royal Institute of Technology (2006. november 24.). ISBN 978-91-7178-436-0. OCLC 185406288 
  32. ↑ (2004. július 1.) „Ribozyme diagnostics comes of age”. Chemistry & Biology 11 (7), 894–95. o. DOI:10.1016/j.chembiol.2004.07.002. PMID 15271347. 
  33. ↑ (2002. május 1.) „An expanding universe of noncoding RNAs”. Science 296 (5571), 1260–63. o. DOI:10.1126/science.1072249. PMID 12016301. 
  34. ↑ (2014. január 1.) „Long non-coding RNAs: new players in cell differentiation and development”. Nature Reviews Genetics 15 (1), 7–21. o. DOI:10.1038/nrg3606. PMID 24296535. [halott link]
  35. ↑ (2016. január 1.) „Sperm tsRNAs contribute to intergenerational inheritance of an acquired metabolic disorder”. Science 351 (6271), 397–400. o. DOI:10.1126/science.aad7977. PMID 26721680. 
  36. ↑ (2013) „Profiling and identification of small rDNA-derived RNAs and their potential biological functions”. PLOS ONE 8 (2), e56842. o. DOI:10.1371/journal.pone.0056842. PMID 23418607. PMC 3572043. 
  37. ↑ (1981) „An archaebacterial 5S rRNA contains a long insertion sequence.”. Nature 293 (5835), 755–756. o. DOI:10.1038/293755a0. PMID 6169998. 
  38. ↑ (1999) „Very similar strains of Halococcus salifodinae are found in geographically separated permo-triassic salt deposits.”. Microbiology 145 (Pt 12), 3565–3574. o. DOI:10.1099/00221287-145-12-3565. PMID 10627054. 
  39. ↑ (2020. augusztus 1.) „Cryo-Electron Microscopy Visualization of a Large Insertion in the 5S ribosomal RNA of the Extremely Halophilic Archaeon Halococcus morrhuae”. FEBS Open Bio 10 (10), 1938–1946. o. DOI:10.1002/2211-5463.12962. PMID 32865340. PMC 7530397. 
  40. ↑ (2004. január 1.) „The tmRNA website: reductive evolution of tmRNA in plastids and other endosymbionts”. Nucleic Acids Research 32 (Database issue), D104–08. o. DOI:10.1093/nar/gkh102. PMID 14681369. PMC 308836. 
  41. ↑ (1961) „Genetic Regulatory Mechanisms in the Synthesis of Proteins”. Journal of Molecular Biology 3 (3), 318–56. o. DOI:10.1016/s0022-2836(61)80072-7. PMID 13718526. 
  42. ↑ a b c d (2014) „The rise of regulatory RNA”. Nature Reviews Genetics 15 (6), 423–37. o. DOI:10.1038/nrg3722. PMID 24776770. PMC 4314111. 
  43. ↑ a b (2005) „Micros for microbes: non-coding regulatory RNAs in bacteria”. Trends in Genetics 21 (7), 399–404. o. DOI:10.1016/j.tig.2005.05.008. PMID 15913835. 
  44. ↑ "The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2006". Nobelprize.org. Nobel Media AB 2014. Web. 6 Aug 2018. http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2006
  45. ↑ (1998) „Potent and Specific Genetic Interference by double stranded RNA in Ceanorhabditis elegans”. Nature 391 (6669), 806–11. o. DOI:10.1038/35888. PMID 9486653. 
  46. ↑ (2009. július 3.) „The RNA-induced Silencing Complex: A Versatile Gene-silencing Machine *” (english nyelven). Journal of Biological Chemistry 284 (27), 17897–17901. o. DOI:10.1074/jbc.R900012200. ISSN 0021-9258. PMID 19342379. PMC 2709356. 
  47. ↑ (2008) „Polycomb proteins targeted by a short repeat RNA to the mouse X chromosome”. Science 322 (5902), 750–56. o. DOI:10.1126/science.1163045. PMID 18974356. PMC 2748911. 
  48. ↑ a b c (2012) „Genome regulation by long noncoding RNAs”. Annu. Rev. Biochem. 81, 1–25. o. DOI:10.1146/annurev-biochem-051410-092902. PMID 22663078. PMC 3858397. 
  49. ↑ (2009) „Evolution, biogenesis and function of promoter- associated RNAs”. Cell Cycle 8 (15), 2332–38. o. DOI:10.4161/cc.8.15.9154. PMID 19597344. 
  50. ↑ EGH Wagner, P Romby. (2015). "Small RNAs in bacteria and archaea: who they are, what they do, and how they do it". Advances in genetics (Vol. 90, pp. 133–208).
  51. ↑ J.W. Nelson, R.R. Breaker (2017) "The lost language of the RNA World."Sci. Signal.10, eaam8812 1–11.
  52. ↑ (2005) „Riboswitches and the role of noncoding RNAs in bacterial metabolic control”. Curr. Opin. Chem. Biol. 9 (6), 594–602. o. DOI:10.1016/j.cbpa.2005.09.016. PMID 16226486. 
  53. ↑ (2005) „Riboswitches as versatile gene control elements”. Curr. Opin. Struct. Biol. 15 (3), 342–48. o. DOI:10.1016/j.sbi.2005.05.003. PMID 15919195. 
  54. ↑ (2008) „Small CRISPR RNAs guide antiviral defense in prokaryotes”. Science 321 (5891), 960–64. o. DOI:10.1126/science.1159689. PMID 18703739. PMC 5898235. 
  55. ↑ (2002. augusztus 1.) „Transcription termination and anti-termination in E. coli”. Genes to Cells 7 (8), 755–68. o. DOI:10.1046/j.1365-2443.2002.00563.x. PMID 12167155. 
  56. ↑ (1997. augusztus 1.) „Structure of the RNA-dependent RNA polymerase of poliovirus”. Structure 5 (8), 1109–22. o. DOI:10.1016/S0969-2126(97)00261-X. PMID 9309225. 
  57. ↑ (2002. május 1.) „RNA-dependent RNA polymerases, viruses, and RNA silencing”. Science 296 (5571), 1270–73. o. DOI:10.1126/science.1069132. PMID 12016304. 
  58. ↑ (1993. július 1.) „A general two-metal-ion mechanism for catalytic RNA”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 90 (14), 6498–502. o. DOI:10.1073/pnas.90.14.6498. PMID 8341661. PMC 46959. 
  59. ↑ (2007. január 1.) „Sno/scaRNAbase: a curated database for small nucleolar RNAs and cajal body-specific RNAs”. Nucleic Acids Research 35 (Database issue), D183–87. o. DOI:10.1093/nar/gkl873. PMID 17099227. PMC 1669756. 
  60. ↑ (2003. május 1.) „RNA-modifying machines in archaea”. Molecular Microbiology 48 (3), 617–29. o. DOI:10.1046/j.1365-2958.2003.03483.x. PMID 12694609. 
  61. ↑ (1996. október 1.) „Targeted ribose methylation of RNA in vivo directed by tailored antisense RNA guides”. Nature 383 (6602), 732–35. o. DOI:10.1038/383732a0. PMID 8878486. 
  62. ↑ (1996. június 1.) „Site-specific ribose methylation of preribosomal RNA: a novel function for small nucleolar RNAs”. Cell 85 (7), 1077–88. o. DOI:10.1016/S0092-8674(00)81308-2. PMID 8674114. 
  63. ↑ (2006. június 1.) „Viroids: an Ariadne's thread into the RNA labyrinth”. EMBO Reports 7 (6), 593–98. o. DOI:10.1038/sj.embor.7400706. PMID 16741503. PMC 1479586. 
  64. ↑ (2004. március 1.) „Large retrotransposon derivatives: abundant, conserved but nonautonomous retroelements of barley and related genomes”. Genetics 166 (3), 1437–50. o. DOI:10.1534/genetics.166.3.1437. PMID 15082561. PMC 1470764. 
  65. ↑ (2008. január 1.) „The telomerase database”. Nucleic Acids Research 36 (Database issue), D339–43. o. DOI:10.1093/nar/gkm700. PMID 18073191. PMC 2238860. 
  66. ↑ (2006) „Four plant Dicers mediate viral small RNA biogenesis and DNA virus induced silencing”. Nucleic Acids Research 34 (21), 6233–46. o. DOI:10.1093/nar/gkl886. PMID 17090584. PMC 1669714. 
  67. ↑ (2004. november 1.) „RNA interference: potential therapeutic targets”. Applied Microbiology and Biotechnology 65 (6), 649–57. o. DOI:10.1007/s00253-004-1732-1. PMID 15372214. 
  68. ↑ Virol, J (2006. május 1.). „Double-Stranded RNA Is Produced by Positive-Strand RNA Viruses and DNA Viruses but Not in Detectable Amounts by Negative-Strand RNA Viruses”. Journal of Virology 80 (10), 5059–5064. o. DOI:10.1128/JVI.80.10.5059-5064.2006. PMID 16641297. PMC 1472073. 
  69. ↑ (2004. május 1.) „The interferon system of non-mammalian vertebrates”. Developmental and Comparative Immunology 28 (5), 499–508. o. DOI:10.1016/j.dci.2003.09.009. PMID 15062646. 
  70. ↑ (1979. július 1.) „Electron microscopic evidence for the circular form of RNA in the cytoplasm of eukaryotic cells” (angol nyelven). Nature 280 (5720), 339–40. o. DOI:10.1038/280339a0. PMID 460409. 
  71. ↑ (2005. február 1.) „Friedrich Miescher and the discovery of DNA”. Developmental Biology 278 (2), 274–88. o. DOI:10.1016/j.ydbio.2004.11.028. PMID 15680349. 
  72. ↑ (1939) „Pentose nucleotides in the cytoplasm of growing tissues”. Nature 143 (3623), 602–03. o. DOI:10.1038/143602c0. 
  73. ↑ Enzymatic synthesis of ribonucleic acid. Nobel Lecture, 1959
  74. ↑ (1956) „A New Two-Stranded Helical Structure: Polyadenylic Acid and Polyuridylic Acid”. Journal of the American Chemical Society 78 (14), 3548–49. o. DOI:10.1021/ja01595a086. 
  75. ↑ (1965. március 1.) „Structure of a ribonucleic acid”. Science 147 (3664), 1462–65. o. DOI:10.1126/science.147.3664.1462. PMID 14263761. 
  76. ↑ (1976. április 1.) „Complete nucleotide sequence of bacteriophage MS2 RNA: primary and secondary structure of the replicase gene”. Nature 260 (5551), 500–07. o. DOI:10.1038/260500a0. PMID 1264203. 
  77. ↑ (1990. április 1.) „Introduction of a Chimeric Chalcone Synthase Gene into Petunia Results in Reversible Co-Suppression of Homologous Genes in trans”. The Plant Cell 2 (4), 279–89. o. DOI:10.1105/tpc.2.4.279. PMID 12354959. PMC 159885. 
  78. ↑ (2007. december 1.) „pSAT RNA interference vectors: a modular series for multiple gene down-regulation in plants”. Plant Physiology 145 (4), 1272–81. o. DOI:10.1104/pp.107.106062. PMID 17766396. PMC 2151715. 
  79. ↑ (2001. október 1.) „Molecular biology. Glimpses of a tiny RNA world”. Science 294 (5543), 797–99. o. DOI:10.1126/science.1066315. PMID 11679654. 
  80. ↑ (2006. december 1.) „The potential of oligonucleotides for therapeutic applications”. Trends in Biotechnology 24 (12), 563–70. o. DOI:10.1016/j.tibtech.2006.10.003. PMID 17045686. 
  81. ↑ The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2023 (amerikai angol nyelven). NobelPrize.org. (Hozzáférés: 2023. október 3.)
  82. ↑ „Hungarian and US scientists win Nobel for COVID-19 vaccine discoveries”, Reuters, 2023. október 2. (Hozzáférés: 2023. október 3.) (angol nyelvű) 
  83. ↑ The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2023 (amerikai angol nyelven). NobelPrize.org. (Hozzáférés: 2023. október 3.)
  84. ↑ Common sequence structure properties and stable regions in RNA secondary structures. Dissertation, Albert-Ludwigs-Universität, Freiburg im Breisgau pp. 1, 2006 [2012. március 9-i dátummal az eredetiből archiválva].
  85. ↑ (1999. június 1.) „The origin of the genetic code: amino acids as cofactors in an RNA world”. Trends in Genetics 15 (6), 223–29. o. DOI:10.1016/S0168-9525(99)01730-8. PMID 10354582. 
  86. ↑ Jerome, Craig A. (2022. május 19.). „Catalytic Synthesis of Polyribonucleic Acid on Prebiotic Rock Glasses”. Astrobiology 22 (6), 629–636. o. DOI:10.1089/ast.2022.0027. PMID 35588195. PMC 9233534. 
  87. ↑ Foundation for Applied Molecular Evolution. „Scientists announce a breakthrough in determining life's origin on Earth—and maybe Mars”, Phys.org, 2022. június 3. (Hozzáférés: 2022. június 3.) 
  88. ↑ Marlaire, Ruth: NASA Ames Reproduces the Building Blocks of Life in Laboratory. NASA, 2015. március 3. [2015. március 5-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2015. március 5.)
  89. ↑ Starr, Michelle. „Loads of Precursors For RNA Have Been Detected in The Center of Our Galaxy”, ScienceAlert, 2022. július 8. (Hozzáférés: 2022. július 9.) 
  90. ↑ Rivilla, Victor M. (2022. július 8.). „Molecular Precursors of the RNA-World in Space: New Nitriles in the G+0.693–0.027 Molecular Cloud”. Frontiers in Astronomy and Space Sciences 9, 876870. o. DOI:10.3389/fspas.2022.876870. arXiv 2206.01053. 
  91. ↑ (2014. március 1.) „The Noncoding RNA Revolution—Trashing Old Rules to Forge New Ones”. Cell 157 (1), 77–94. o. DOI:10.1016/j.cell.2014.03.008. ISSN 0092-8674. PMID 24679528. 
  92. ↑ a b (2019. szeptember 3.) „RNA therapeutics: Identification of novel targets leading to drug discovery”. Journal of Cellular Biochemistry 121 (2), 898–929. o. DOI:10.1002/jcb.29364. ISSN 0730-2312. PMID 31478252. 
  93. ↑ (2016. május 1.) „Chemically modified RNA induces osteogenesis of stem cells and human tissue explants as well as accelerates bone healing in rats”. Biomaterials 87, 131–146. o. DOI:10.1016/j.biomaterials.2016.02.018. ISSN 0142-9612. PMID 26923361. 
  94. ↑ (2010. december 30.) „Activation of Pluripotency Genes in Human Fibroblast Cells by a Novel mRNA Based Approach”. PLOS ONE 5 (12), e14397. o. DOI:10.1371/journal.pone.0014397. ISSN 1932-6203. PMID 21209933. PMC 3012685. 
  95. ↑ (2016. május 1.) „Synthetically modified mRNA for efficient and fast human iPS cell generation and direct transdifferentiation to myoblasts”. Biochemical and Biophysical Research Communications 473 (3), 743–751. o. DOI:10.1016/j.bbrc.2015.09.102. ISSN 0006-291X. PMID 26449459. 
  96. ↑ (2010. november 1.) „Highly Efficient Reprogramming to Pluripotency and Directed Differentiation of Human Cells with Synthetic Modified mRNA”. Cell Stem Cell 7 (5), 618–630. o. DOI:10.1016/j.stem.2010.08.012. ISSN 1934-5909. PMID 20888316. PMC 3656821. 
  97. ↑ (2015. november 1.) „Chemically modified RNA activated matrices enhance bone regeneration”. Journal of Controlled Release 218, 22–28. o. DOI:10.1016/j.jconrel.2015.09.050. ISSN 0168-3659. PMID 26415855. PMC 4631704. 

Fordítás

[szerkesztés]
  • Ez a szócikk részben vagy egészben a RNA című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.
A lap eredeti címe: „https://hu.wikipedia.org/w/index.php?title=Ribonukleinsav&oldid=28559046”