rRNA

rRNA (קיצור באנגלית של Ribosomal RNA; בעברית: רנ"א רִיבּוֹזוֹמִי) הוא אחד מסוגי ה-RNA הנמצאים בתאיהם של יצורים חיים.

ה-rRNA, יחד עם מספר חלבונים, הקשורים יחדיו בקשרי גופרית, מרכיב את הריבוזומים, האברונים בהם מיוצרים כל החלבונים בתא לפי תבנית הנוקלאוטידים שנושא ה-mRNA. עקב מספרם הרב של הריבוזומים, מהווה ה-rRNA בין 80% ל-90% מהמסה הכוללת של ה-RNA בתא ומקודד על ידי גנים רבים.

ייצור rRNA

בחיידק Escherichia coli קיימים שבעה גנים המקודדים ל-rRNA; באאוקריוטים פשוטים קיימים בין 100 ל-200 גנים כאלו, וביצורים מפותחים—כמה מאות. ביצורים איקריוטיים נמצאים הגנים המקודדים ל-rRNA ברובם באזור מסוים בגנום; אל אזור זה, הקרוי לעיתים rDNA, נצמד הגרעינון, אברון שתפקידו לסנתז את הריבוזומים. אזורי ה-rDNA מפוזרים בגנום האנושי על גבי חמישה כרומוזומים.

הריבוזום מורכב מיחידה גדולה ומיחידה קטנה; היחידות כשלעצמן מורכבות ממספר גדילי rRNA נפרדים. מספר גדילים שונים של rRNA מקוּדדים על ידי גן בודד; גן זה עשוי לקודד ל-rRNA של היחידה הקטנה ושל היחידה הגדולה יחדיו; סידור הגדילים השונים מתבצע לאחר השעתוק. הגנים משועתקים לשתי יחידות והריבוזום מסודרים באשכולות על גבי ה-DNA^{[דרושה הבהרה]}. ריבוי הגנים ביצורים השונים שהוזכר לעיל הוא למעשה הכפלה של גנים אלו; ביצורים מפותחים קיימים מאות עותקים זהים של הגנים ל-rRNA.

לאחר שעתוק הגנים ל-rRNA נוצר באיקריוטים תעתיק המכונה pre-rRNA, "קדם rRNA". תעתיק זה עובר מספר תהליכי עיבוד לפני קבלת ה-rRNA הסופי. תהליכי העיבוד, המתרחשים בגרעינון, מתבצעים בעיקר על ידי RNA") snoRNA גרעינוני קטן"). תהליכי העיבוד כוללים:

חיתוך של ה-pre-rRNA לגדילים קטנים יותר. כל גן מקודד באופן משותף, כאמור, לגדילי rRNA המשתייכים ליחידה הקטנה וליחידה הגדולה של הריבוזום. לאחר השעתוק נחתך ה-pre-rRNA לגדילים המתאימים
שינויים בנוקלאוטידים. ב-rRNA קיימים ריבונוקלאוטידים מיוחדים התורמים למבנה המרחבי של הריבוזום. כך, למשל, מומר הבסיס אורציל באיזומר פסאודואורציל. בנוסף מתבצעת מתילציה במקומות שונים ב-rRNA.

ביצורים איקריוטיים מוקדש האנזים RNA פולימראז I לשעתוקם של הגנים המקודדים ל-rRNA (את הגנים המקודדים לחלבון משעתק RNA פולימראז II, ואת הגנים ל-tRNA, וכן לסוג בודד של rRNA, משעתק RNA פולימראז III). הקדשת אנזים ייחודי לייצור rRNA מבטיח ייצור מהיר ויעיל ואספקה שוטפת של הכמויות הרבות של rRNA הדרושות לקיום התא. RNA פולימראז I נקשר אך ורק לקדמים השייכים לגנים של rRNA, ולפיכך "דעתו אינה מוסחת" על ידי שאר הקדמים בגנום.

תפקיד

גודלם של גדילי rRNA המרכיבים את היחידה הקטנה של הריבוזום נע בין 1500 ל-1900 נוקלאוטידים. ה-rRNA של היחידה הגדולה מונה בין 2900 ל-4700 נוקלאוטידים. ה-rRNA מהווה תשתית למבנה הריבוזום ומקנה נקודות אחיזה לחלבונים הרבים הבונים את הריבוזום. עם זאת, ל-rRNA גם תפקיד קטליטי: הוא מזרז את התגובה המביאה ליצירת קשר פפטידי בין חומצות האמינו. במשך שנים סברו החוקרים כי חלבוני הריבוזום אחראיים לכך; גילוי הפעילות הקטליטית של rRNA חולל מהפכה בביולוגיה המולקולרית. rRNA חיוני, לפיכך, לבניית החלבון.

ה-rRNA הוא בעל קצב שינוי מאוד איטי, ולפיכך משמש בקביעת מרחקים פילוגנטיים (קרבה אבולוציונית) בין ממלכות ומערכות בעולם החי. למרות הצורך בכמות רבה של rRNA בתא, התגלה כי בזבוב הפירות ובצפרדע ניתן להשתיק או למחוק כמחצית מהגנים המקודדים ל-rRNA מבלי שייגרם נזק ליצור.

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא RRNA בוויקישיתוף

science/16S-rRNA RRNA, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)