Ribonukleinsäure

Dieser Text beschreibt Ribonukleinsäure.

RNA ist die international gebräuchliche englische Abkürzung für Ribonukleinsäure (engl. ribonucleic acid; deutsch abgekürzt auch: RNS).

Die RNA ist eine Nukleinsäure, die in lebenden Zellen gelegentlich anstelle der DNA als Träger des Erbguts dient. In der Mehrzahl der Lebewesen spielt die RNA als Informationsträger allerdings eine der DNA untergeordnete Rolle: Die DNA ist hier das permanente Speichermedium für die genetische Information, die RNA dient als Zwischenspeicher. Nur einige RNA-Viren, wie etwa HIV, das AIDS auslösende Virus, nutzen RNA als permanentes Speichermedium.

Die RNA ist eine Kette aus vielen Nukleotiden, ein so genanntes Polynukleotid. Jedes Nukleotid besteht bei der RNA aus einem Ribosemolekül (d.h. einem Zucker mit 5 C-Atomen), einem Phosphatrest und einer organischen Base . In der RNA kommen die folgenden organischen Basen vor: Adenin, Guanin, Cytosin und Uracil. (Die DNA nutzt anstelle von Uracil das zwar energetisch aufwändiger herzustellende, dafür aber stabilere Thymin.) Jeweils drei in dem Polynukleotidstrang nebeneinander liegende Nukleotide bilden ein Codewort (Codon), mit dessen Hilfe sich eine spezifische Aminosäure, die in ein Eiweiß (Protein) eingebaut werden soll, eindeutig bestimmen lässt.

Vom Aufbau her ist die RNA der DNA ähnlich. Jedoch sind RNA-Moleküle - in dem Gegensatz zur doppelsträngigen DNA - einsträngige Polynukleotide. Dieser Unterschied erhöht die katalytische Funktion der RNA und erlaubt ihr chemische Reaktionen, die der DNA nicht möglich sind. (Siehe auch: Chemische Evolution; RNA-Welt-Hypothese .)

RNA-Moleküle können unterschiedliche Funktionen ausüben. Sie werden daher - je nach ihrer Funktion - auch verschieden benannt. Vorangestellte Kleinbuchstaben kennzeichnen die unterschiedlichen RNA-Typen:

• Die mRNA, Boten-RNA (englisch messenger RNA), kopiert die in einem Gen auf der DNA liegende Information und trägt sie zu dem Ribosom, wo mit Hilfe dieser Information die Proteinbiosynthese stattfinden kann.
• Die tRNA, Transfer-RNA, kodiert keine genetische Information, sondern dient als Hilfsmolekül bei der Proteinbiosynthese, indem sie eine einzelne Aminosäure aus dem Cytoplasma aufnimmt und zu dem Ribosom transportiert. Die tRNA wird durch ein bestimmtes 'RNA-Gen' kodiert.
• Die rRNA, ribosomale RNA, trägt ähnlich wie die tRNA keine genetische Information, sondern ist am Aufbau des Ribosoms beteiligt und erfüllt dort auch eine Stoffwechselfunktion. Die Unterschiede in der Nukleotidsequenz der rRNA bei verschiedenen Organismen können wichtige Aufschlüsse über die Abstammung der Lebewesen (Evolutionstheorie) geben.
• Die RNA ist in einigen Viren (RNA-Viren) anstelle der DNA der Träger der genetischen Information. Zur Klassifikation der Viren unterscheidet man folgende Typen:
  • dsRNA: Doppelstrang-RNA
  • ss(+)RNA: Einzelstrang-RNA, die als mRNA benutzt wird.
  • ss(-)RNA: Einzelstrang-RNA, die als Matrize zur mRNA-Produktion dient.
• Die siRNA, small interfering RNA entsteht bei einem Signalweg der Zelle, der als RNAi (RNA Interference) zusammengefasst wird. Dabei wird dsRNA (doppelsträngige RNA) durch das Enzym Dicer in viele kleinere Fragmente von ungefähr 22 Nukleotiden Länge zerteilt (die siRNA 's) und in den Enzymkomplex RISC (RNA-induced silencing complex) eingebaut. Mithilfe der inkorporierten RNA-Fragmente bindet RISC komplementär an DNA, z.B. Genbereiche, oder mRNA und kann diese damit "abschalten". siRNA's werden aktuell intensivst auf ihre Beteiligung an verschiedenen Zellvorgängen und Krankheiten erforscht.
• Die hnRNA, heterogene Kern-RNA, kommt in dem Zellkern von Eukaryoten vor, Vorstufe der mRNA.
• Die snRNA, small nuclear-RNA, in dem Zellkern von Eukaryoten, verantwortlich für die enzymatische Spaltung der hnRNA.
• Die snoRNA , small nucleolar-RNA, in dem Nukleolus.
• Die tncRNA, tiny non-coding RNA, in dem Caenorhabditis elegans entdeckt worden.