Ribonukleiinihappo (RNA) -alukkeilla on oleellinen rooli deoksiribonukleiinihapon (DNA) replikaatiossa, DNA -molekyylien kopioinnissa, jota esiintyy kaikissa elävissä organismeissa. Replikoinnin avulla organismi voi välittää jälkeläisilleen geneettistä tietoa, joka sisältyy sen DNA -kopioon. RNA -alukkeet auttavat aloittamaan replikaation molekyylitasolla. Ne toimivat yhdessä useiden entsyymien tai proteiinien kanssa, jotka katalysoivat tähän prosessiin liittyviä reaktioita.
RNA, kuten DNA, on molekyyli, joka koostuu alayksiköistä, joita kutsutaan nukleotideiksi. Jokainen RNA- tai DNA -ketjun nukleotidi sisältää kemiallisen yhdisteen, joka tunnetaan nimellä nukleoemäs. DNA -nukleoemäkset ovat adeniini, tymiini, guaniini ja sytosiini. RNA: ssa urasiiliyhdistettä käytetään tymiinin sijasta, mutta muut nukleoemäkset ovat samat kuin DNA: ssa.
Kukin RNA- tai DNA -juosteen nukleoemäs sitoutuu kemiallisesti toisessa DNA- tai RNA -juosteessa olevan komplementaarisen nukleoemäksen kanssa emäsparin muodostamiseksi, jolloin muodostuu kaksoiskierre. Adeniini yhdistyy tymiinin tai urasiilin kanssa, kun taas guaniini pariksi sytosiinin kanssa. Toistuvien yksiköiden malli luo sekvenssin, johon geneettistä tietoa voidaan tallentaa.
Replikoinnin aikana helikaasi -entsyymi jakaa sidokset nukleotidien välille ja erottaa DNA -molekyylin kahteen ainesosaan. Toinen entsyymi, DNA -polymeraasi, kiinnittää täydentäviä nukleotideja kuhunkin yksittäiseen juosteeseen. Tämä prosessi luo kaksoiskappaleen alkuperäisestä DNA -molekyylistä käyttämällä molempia komplementaarisia juosteita mallina.
DNA -polymeraasi voi lisätä nukleotideja kehittyvään juosteeseen, mutta se ei voi luoda uutta juosetta tyhjästä. Tässä RNA -alukkeet tulevat sisään. RNA -alukkeet ovat lyhyitä säikeitä, joista kukin on noin 10 tai 11 nukleotidia, ja ne muodostavat primaasientsyymi. Primase sitoutuu helikaasiin muodostaen rakenteen, joka tunnetaan primosomina. Primosomi kiinnittää komplementaarisia nukleotideja yksijuosteiseen DNA -molekyyliin luoden RNA -alukkeen, ja RNA -alukkeiden toiminta ketjua pitkin käynnistää DNA -polymeraasin.
Atomien järjestely nukleotidimolekyylien sisällä saa DNA- ja RNA -juosteet suuntautumaan – kullakin juosteella on erityinen suunta. Säikeiden päät on nimetty niiden nukleotidimolekyylien alueen perusteella, joihin ne päättyvät. Hihnan viiden alkeisen (5 ‘) pää päättyy molekyylin hiilirengasrakenteen viidenteen hiiliatomiin. Täydentävät säikeet ovat suunnattuina toisiaan vastapäätä, joten toisella juosteella olisi tässä paikassa kolme alkupäätä (3 ‘), joka päättyy kolmanteen hiiliatomiinsa. Tämän visualisoimiseksi, jos yksi kaksoiskierrelanka kulkee 5 ‘ – 3’ vasemmalta oikealle, vastakkaisen säikeen täytyy kulkea 3 ‘ – 5′ vasemmalta oikealle.
DNA -polymeraasi voi lisätä vain nukleotideja 3′ -päähän, joka toimii kohti 5’ -päätä. Vain yksi RNA -aluke tarvitaan tämän prosessin aloittamiseksi johtavasta juosteesta, joka päättyy 3 ‘: een. Vastakkaisen jäljessä olevan juosteen replikointi on monimutkaisempaa. DNA -polymeraasi lisää nukleotideja taaksepäin tätä juosetta pitkin ajoittain ja toimii lyhyinä sekvensseinä, kun juosteet jaetaan. Jokainen sekvenssi vaatii RNA -alukkeen alussa, joten tarvitaan useita RNA -alukkeita jäljellä olevan juosteen toistamiseksi.