Messenger-RNA is een vorm van RNA die als 'boodschapper' (messenger) twee processen met elkaar verbindt: de transcriptie, waarbij een stuk DNA (een gen) overgeschreven wordt tot mRNA, en de translatie, waarbij het mRNA wordt vertaald naar een keten van aminozuren (een eiwit).
In de celkern wordt met behulp van RNA-polymerase een kopie gemaakt van de matrijsstreng van het DNA. Deze kopie heet mRNA. Dit mRNA bevat dezelfde nucleotiden in exact dezelfde volgorde als de coderende streng.
Een van de bekendste vormen van RNA, messenger-RNA, wordt geproduceerd tijdens de transcriptie: het proces waarbij DNA wordt overgeschreven naar een RNA-molecuul. De volgorde van de nucleotiden (met de vier nucleobasen guanine, uracil, adenine en cytosine) bevat genetische informatie voor eiwitsynthese.
Tijdens de transcriptie wordt de volgorde van nucleotiden in het DNA afgelezen door een enzym genaamd RNA-polymerase. Dit enzym produceert dan een enkelstrengse, complementaire RNA-keten. Deze RNA-keten is in wezen een kopie van een stuk DNA, en wordt het RNA-transcript genoemd.
RNA ontstaat wanneer er in de cel eiwitten gemaakt moeten worden. Deze eiwitten heeft een cel nodig om zijn functies uit te voeren. De eiwitsynthese verloop volgens een aantal stappen: Het DNA wordt afgelezen en gekopieerd.
Eukaryoten. Bij Eukaryoten (de "hogere" organismen zoals planten, dieren, schimmels en protisten) bevindt zich het belangrijkste DNA in de celkern (nucleus - vandaar ook nucleïnezuur). Daarnaast is er DNA in de mitochondriën (het mtDNA) en de eventueel aanwezige plastiden (het cpDNA).
De eerste stap in de eiwitsynthese is het vertalen van de genetische code op het DNA naar een streng m-RNA, messenger-RNA, dat de celkern kan verlaten.
Hiervoor hebben we een enzym dat RNA-polymerase heet. Het RNA-polymerase leest één streng van het DNA af om zo een enkelstrengs RNA-molecuul te maken.
De eerste stap in de DNA-replicatie is het 'unzippen' van de dubbele helixstructuur van het DNA molecuul. Dit wordt uitgevoerd door een enzym genoemd helicase dat de waterstofbruggen breekt het complementair houden van DNA.
Het mRNA wordt in de cel afgelezen door ribosomen (grote complexen van RNA en eiwitten) met behulp van transfer RNA (tRNA)-moleculen die helpen om de aminozuren in de juiste volgorde aan te dragen. Het ribosoom koppelt deze aminozuren aan elkaar tot een polypeptide.
RNA is een afkorting welke staat voor 'ribonucleic acid'. In het Nederlands is dit 'ribonucleinezuur'. Het lijkt erg op DNA, maar er zijn wel verschillen. Ten eerste bevatten de nucleotiden in RNA een ribose-suikergroep, in tegenstelling tot de deoxyribose-suikergroep in DNA.
Er zijn dus wat verschillen met het DNA. Het RNA is enkelstrengs, terwijl het DNA dubbelstrengs is. Verder heeft het RNA de suikergroep ribose en het DNA de suikergroep desoxyribose. Het RNA heeft de stikstofbasen uracil in plaats van thymine.
Toegevoegd na 4 minuten: Verder wordt RNA gebruikt om DNA af te lezen en eiwitten te maken. Dit RNA bevindt zich op ribosomen in het cytoplasma, dus ook bij dierlijke cellen.
Het brengt hele kleine vetbolletjes in het lichaam met een stukje genetische code (mRNA). Dit is dezelfde code die ook aanwezig is in het coronavirus. Dit mRNA wordt in het lichaam omgezet in spikeproteïnen, een eiwit van het virus.
De vaccins van Pfizer/BioNTech en Moderna zijn mRNA-vaccins. Hierin zit een vetbolletje met daarin een instructie die ervoor zorgt dat u spike-eiwitten aanmaakt. Deze eiwitten zijn de uitsteeksels die aan de buitenkant van het coronavirus zitten.
Eiwitvaccin. Het vaccin van Novavax is een zogenoemd eiwitvaccin. In het vaccin zitten hele kleine deeltjes met spike-eiwit dat is nagemaakt in het laboratorium. Ook zit er een hulpstof in die de afweerreactie van het lichaam op dit eiwit versterkt.
Enzymen maken bepaalde chemische reacties in ons lichaam mogelijk en versnellen deze, ze hebben onder andere een belangrijke rol bij de spijsvertering.
Een van deze methoden, de polymerase kettingreactie (PCR) maakt gebruik van het enzym DNA-polymerase dat ook tijdens normale celdeling het DNA van de cel kopieert. Het DNA wordt in dat proces opengeritst door een helicase, waarna het DNA-polymerase een complementaire streng DNA produceert.
Elke cel van je lichaam bevat 46 strengen DNA of 46 chromosomen. De chromosomen komen paarsgewijs voor, de zogenaamde homologe chromosomen. Van een chromosomenpaar heb je een chromosoom gekregen van je moeder en een chromosoom van je vader.
Ribosomen worden gevormd wanneer rRNA-genen worden afgeschreven en de ontstane rRNA-ketens zich met r-eiwitten in een juiste ruimtelijke structuur organiseren. Prokaryoten hebben 70S-ribosomen, elk bestaande uit een klein (30S) en een groot (50S) ribosoomdeel.
Om van DNA een eiwit te maken, is nog een tussenstap nodig. Van de desbetreffende DNA-code wordt eerst een soort tijdelijke kopie, of 'negatieve foto', gemaakt: het RNA. Daarna wordt het RNA, per groepje van drie letters, afgelezen en vertaald in aminozuren, de bouwstenen van eiwitten, en uiteindelijk in een eiwit.
De celkern is een rond of ovaal lichaampje, dat meestal middenin de cel ligt. De celkern blijkt bij vele levensprocessen een onmisbaar onderdeel van de cel te zijn. Lichaamscellen zonder celkern (de rode bloedlichaampjes) hebben maar een zeer beperkte stofwisseling en zijn niet in staat tot groei of deling.
Het aanmaken van eiwitten vindt plaats in de cellen van alle organismen, door polymerisatie van aminozuren. Autotrofe organismen synthetiseren hun eigen aminozuren, heterotrofe organismen verkrijgen hun aminozuren via de hydrolyse (spijsvertering) van eiwitten die ze uit voedsel betrekken.
Onze eigen kernen
Mensen zijn ook eukaryoot. In alle cellen van ons lichaam zit een celkern die ons DNA bevat. De enige uitzondering is de rode bloedcel; die heeft geen celkern.
Epigenetische veranderingen kunnen ontstaan omdat genen door bijvoorbeeld stress, roken of eetgewoontes aan of juist uit worden gezet. Op een gen ligt de informatie om een eiwit aan te maken. Al deze eiwitten hebben een taak in het lichaam. Als een gen actief is, kan eiwit kan zijn werk doen.