A molecular biologist studies various molecules. One of them is a polymeric molecule essential in various biological roles in coding, decoding, regulation, and expression of genes. It is a helical single­-stranded molecule folded onto itself. Which of the following molecules is being studied?

Чому це правильна відповідь

Молекула, яка є полімерною, виконує функції кодування, декодування, регуляції та експресії генів і при цьому є однонитковою спіральною структурою, здатною згортатися на себе з утворенням складної третинної структури, — це рибонуклеїнова кислота (РНК). На відміну від дволанцюгової спіралі ДНК, РНК у клітині переважно однониткова, але завдяки комплементарним послідовностям формує шпильки, петлі, псевдовузли та інші вторинні й третинні структури (наприклад, у тРНК — конюшиноподібна форма, у рРНК — складна глобула, у рибозимах — каталітично активні центри). Саме ці структури дозволяють РНК виконувати різноманітні функції: мРНК — носій генетичної інформації від ДНК до рибосом, тРНК — адаптор при трансляції, рРНК — структурна та каталітична складова рибосоми, а також численні некодуючі РНК (мікроРНК, лнкРНК, снРНК, snoРНК, гайдРНК) регулюють експресію генів на рівні транскрипції, сплайсингу, трансляції та деградації мРНК. Синтез РНК відбувається в ядрі (транскрипція РНК-полімеразами I, II, III) на матриці однієї з ниток ДНК з утворенням первинного транскрипту, який у еукаріот піддається процесингу (кепування 5'-кінця, поліаденілування 3'-кінця, сплайсинг інтронів). Зріла РНК транспортується в цитоплазму або залишається в ядрі, де бере участь у регуляції. Завдяки однонитковості та здатності утворювати водневі зв’язки всередині молекули РНК може формувати складні тривторинні та третинні структури без обов’язкового партнера, що принципово відрізняє її від ДНК, яка в нормі існує у вигляді дволанцюгової спіралі. Регуляція активності РНК відбувається на всіх рівнях: швидкість транскрипції, стабільність молекули (полі-А хвіст, 5'-кеп), ефективність трансляції (взаємодія з мікроРНК, рибосвітчі), локалізація в клітині. Порушення структури або функції РНК (мутації в рибозимах, дисрегуляція мікроРНК) призводять до тяжких захворювань — від онкології до нейродегенеративних розладів. Саме однонитковість і здатність згортатися на себе з утворенням функціональних доменів робить РНК унікальною молекулою, що виконує одночасно інформаційну, каталітичну та регуляторну ролі, чого не може жодна інша молекула з наведених варіантів.