При синтезе белка на рибосомах клетки РНК необходима: матричная РНК несёт инструкцию, а рибосомная и транспортная РНК участвуют в сборке белка. Этот ответ относится к клеточному рибосомному синтезу, а не ко всем искусственным способам получения белков.
Не каждая РНК служит инструкцией для белка. При экспрессии генов образуются и кодирующие, и некодирующие РНК; некоторые из последних выполняют другие функции. Поэтому «некодирующая» не значит «бесполезная», а белок — не единственный возможный продукт экспрессии гена.
Как РНК участвует в производстве белка
Экспрессия гена — процесс, в ходе которого используется информация гена и образуется продукт: РНК или белок. Образование РНК называют транскрипцией. Некоторые полученные РНК служат инструкциями для белков, а другие выполняют иные функции. Такое различие описывает Национальный институт исследований генома человека США.
Сборку белка по последовательности матричной РНК на рибосоме называют трансляцией. Рибосома — структура, которая считывает инструкцию и участвует в сборке белка. В этом процессе у разных РНК разные роли:
- Матричная РНК, или мРНК, несёт инструкцию для производства белка. Рибосома считывает её последовательность при сборке.
- Рибосомная РНК, или рРНК, соединяется с белками, образуя структуру рибосомы, и участвует в химических реакциях сборки белка.
- Транспортная РНК, или тРНК, связывает информацию мРНК с растущей цепью аминокислот, из которых состоит белок.
Роли мРНК и рРНК, а также тРНК описаны в материалах Национального института исследований генома человека США.
Чем кодирующая РНК отличается от некодирующей
Кодирующая РНК несёт информацию для производства белка. Некодирующая РНК не обязательно служит такой инструкцией. Различие касается роли молекулы, а не того, полезна ли она.
| РНК | Роль при синтезе белка | Служит инструкцией для белка? |
|---|---|---|
| мРНК | Несёт последовательность, которую считывает рибосома | Да |
| рРНК | Входит в состав рибосомы и участвует в реакциях сборки | Нет |
| тРНК | Связывает информацию мРНК с растущей цепью аминокислот | Нет |
Рибосомная и транспортная РНК показывают важное различие: молекула может участвовать в производстве белка, не будучи инструкцией для него.
Некоторые некодирующие РНК выполняют структурные функции или участвуют в химических реакциях, другие регулируют активность генов. Это не означает, что функция известна для каждой некодирующей РНК. Подробнее о таких ролях — в материале о РНК.
Пример: два возможных продукта экспрессии
Сравним условные схемы:
- Ген → транскрипция → мРНК → рибосома считывает инструкцию и собирает белок.
- Ген → транскрипция → рРНК → рРНК входит в состав рибосомы и участвует в сборке белка.
В первом случае РНК служит инструкцией для белка. Во втором сама РНК выполняет функцию в составе рибосомы. Схемы показывают разные роли продуктов экспрессии, но не описывают все этапы процесса.
Где проходит граница объяснения
Вывод о необходимости РНК относится к синтезу белка на рибосомах клетки. На все искусственные способы получения белков его переносить нельзя.
Есть ограничение и у классификации РНК. Точные функции многих длинных некодирующих РНК пока неизвестны. При этом некоторые молекулы, относимые к этой группе, могут кодировать небольшие белки. Это оговорка о некоторых молекулах, а не утверждение обо всей группе. Подробнее — в обзоре видов РНК.
Как проверить, какую роль играет РНК
Когда встречаете название РНК, задайте два вопроса:
- Служит ли эта РНК инструкцией для производства белка?
- Какую функцию она выполняет, если эта функция известна?
Для самопроверки ответьте на них для мРНК, рРНК и тРНК, а затем сверьтесь с таблицей выше. У мРНК роль инструкции; рРНК работает в составе рибосомы; тРНК связывает информацию мРНК с растущей цепью аминокислот.
Главный вывод: если РНК не служит инструкцией для белка, это само по себе не доказывает, что у неё нет функции.
