Ekspresi Gen

RNA adalah asam nukleat. Struktur kimianya sama dengan DNA kecuali perbedaan-perbedaan berikut: (1) Kalau DNA adalah rantai ganda asam nukleat yang terdiri dari nukleotida-nukleotida yang digabung oleh ikatan fosfodiester 3' -> 5', maka RNA adalah rantai tunggal, (2) Kalau gula penyusun serat rantai DNA adalah deoxiribose (atom hidrogen mengganti gugus hidroksil pada posisi atom karbon nomor 2) maka gula dalam rantai tunggal RNA ditempati oleh gula ribosa, (3) Semua basa nitrogen thimin dalam DNA diganti oleh basa nitrogen urasil dalam RNA. Dengan demikian, basa-basa nukleotida penyusun RNA adalah A, U,G,T.

Dalam proses transkripsi, RNA disintesis menggunakan DNA sebagai cetakan. Karena RNA bukan sebagai molekul pekerja utama sistem sel, maka penyalinan DNA ke RNA belum mampu menerangkan bahwa informasi genetik dalam bentuk DNA telah diekspresikan. Jauh sebelum DNA diidentifikasi sebagai pembawa informasi genetik, telah diketahui bahwa protein dalam bentuk enzim merupakan mesin-mesin sel yang terlibat dalam berbagai reaksi biokemis. Setelah penelitian Jacob dan Monod (1961) mengidentifikasi peranan molekul antara yang labil keberadaannya maka terbangun suatu hubungan konsepsional penterjemahan informasi dari urutan basa DNA ke dalam urutan asam amino protein, atau struktur primer protein.

Molekul perantara ini ternyata adalah RNA dengan klas yang berlainan dari yang telah diketahui saat itu. Molekul perantara itu disebut RNA duta (atau messenger RNA; mRNA) karena ia mengandung perintah bagaimana protein harus dibuat. mRNA merupakan salinan dari urutan basa DNA dalam suatu gen, dan mRNA kemudian berfungsi sebagai cetakan dalam sintesis protein. Dalam proses ini, sandi genetik di dalam urutan basa nitrogen mRNA diterjemahkan ke dalam struktur protein. Setiap gen atau kelompok gen memproduksi mRNA dan kemudian diekspresikan ke dalam bentuk protein. Sebagai konsekuensi, mRNA adalah senyawa dengan klas yang sangat heterogen. Pada E. coli, misalnya, rata-rata panjang mRNA adalah 1.2 kb.

Kelas RNA yang lain adalah RNA transfer (tRNA) dan RNA ribosomal (rRNA), namun keterlibatan mereka adalah bagian dari mesin sintesis protein. RNA transfer (tRNA) membawa asam amino dalam bentuk yang diaktifkan ke dalam ribosom untuk pembentukan ikatan peptida, dalam suatu urutan yang ditentukan oleh mRNA sebagai cetakan. Terdapat paling tidak satu jenis tRNA untuk setiap keduapuluh empat asam amino yang ada. tRNA terdiri dari sekitar 75 nukleotida dan merupakan molekul RNA terkecil.

RNA ribosomal (rRNA) merupakan salah satu komponen utama ribosom. Peranannya dalam biosintesis protein masih dalam taraf pencarian. Ditemukannya RNA yang berfungsi sebagai enzim (Ribosim) memunculkan tanda tanya yang menggelitik. Pada E. coli, menurut perilaku pengendapan selama setrifugasi, terdapat tiga jenis rRNA yaitu 23S, 16S, dan 5S. Setiap molekul-molekul tersebut terdapat satu dalam setiap mesin ribosom.

Di dalam sel, rRNA ditemukan paling banyak dibandingkan RNA lain. Organisme tingkat tinggi juga memiliki beberapa RNA lain, misalnya small nuclear RNA (snRNA) yang berpartisipasi dalam penggutingan exon RNA (RNA splicing).