Dom » Intraokularni tlak

Gdje je rna. RNA - opis, funkcije i povijest otkrića. Vrste i karakteristike. Znanstveno, metabolizam je metabolizam

Molekula je jednako važna komponenta svakog organizma; prisutna je u prokariotskim stanicama, u stanicama i u nekima (virusi koji sadrže RNA).

Opću strukturu i sastav molekule ispitali smo u predavanju "", ovdje ćemo razmotriti sljedeća pitanja:

  • Formiranje RNA i komplementarnost
  • transkripcija
  • emitiranje (sinteza)

Molekule RNA su manje od molekula DNK. Molekularna težina tRNA - 20-30 tisuća cu, rRNA - do 1,5 milijuna cu.


RNA struktura

Dakle, struktura RNA molekule je jednolančana molekula i sadrži 4 vrste dušičnih baza:

A, Imati, C i G

Nukleotidi u RNA povezani su u polinukleotidni lanac zbog interakcije šećera pentoze jednog nukleotida i ostatka fosforne kiseline drugog.

Postoje 3 vrsta RNA:

Transkripcija i emitiranje

RNA transkripcija

Dakle, kao što znamo, svaki organizam je jedinstven.

Transkripcija- proces sinteze RNA koristeći DNA kao matricu, koji se događa u svim živim stanicama. Drugim riječima, to je prijenos genetske informacije s DNK na RNA.

Sukladno tome, RNA svakog organizma je također jedinstvena. Rezultirajuća m- (predložak ili informacijska) RNA je komplementarna jednom lancu DNA. Kao i u slučaju DNK, "pomaže" u transkripciji RNA enzim - polimeraza. Kao iu, proces počinje s inicijacije(= početak) onda dolazi produženje(= produžetak, nastavak) i završava raskida(= prekid, kraj).

Na kraju procesa m-RNA napušta citoplazmu.

Emitiranje

Općenito, prevođenje je vrlo složen proces i sličan je dobro uhodanoj automatskoj kirurškoj operaciji. Razmotrit ćemo "pojednostavljenu verziju" - samo da bismo razumjeli osnovne procese ovog mehanizma, čija je glavna svrha osigurati tijelu proteine.

  • molekula mRNA napušta jezgru u citoplazmu i veže se na ribosom.
  • U ovom trenutku aktivira se aminokiselina citoplazme, ali postoji jedno "ali" - mRNA i aminokiseline ne mogu izravno komunicirati. Treba im "adapter"
  • Ovaj adapter postaje t- (transportna) RNA... Svaka aminokiselina ima svoju t-RNA. T-RNA ima poseban triplet nukleotida (antikodon), koji je komplementaran specifičnoj regiji mRNA, i "pričvršćuje" aminokiselinu na tu specifičnu regiju.
  • , pak, uz pomoć posebnih enzima, stvara vezu između njih - ribosom se kreće duž m-RNA poput klizača duž zmije. Polipeptidni lanac raste sve dok ribosom ne dosegne kodon (3 aminokiseline) koji odgovara STOP signalu. Tada se lanac prekida, protein napušta ribosom.


Genetski kod

Genetski kod- svojstvena svim živim organizmima, metoda kodiranja aminokiselinskog slijeda proteina pomoću slijeda nukleotida.

Kako koristiti tablicu:

  • Pronađite prvu dušičnu bazu u lijevom stupcu;
  • Pronađite drugu bazu s vrha;
  • Odredi treću bazu u desnom stupcu.

Sjecište sve tri je aminokiselina koja vam je potrebna u dobivenom proteinu.

Svojstva genetskog koda

  1. Trojstvo- značajna jedinica koda je kombinacija tri nukleotida (triplet ili kodon).
  2. Kontinuitet- između trojki nema interpunkcijskih znakova, odnosno informacije se čitaju kontinuirano.
  3. Nepreklapanje- isti nukleotid ne može biti istovremeno uključen u dva ili više tripleta.
  4. Nedvosmislenost (specifičnost)- određeni kodon odgovara samo jednoj aminokiselini.
  5. degeneracija (višak)- nekoliko kodona može odgovarati istoj aminokiselini.
  6. Svestranost- genetski kod jednako djeluje u organizmima različite razine složenosti - od virusa do ljudi

Nema potrebe pamtiti ova svojstva. Važno je razumjeti da je genetski kod univerzalan za sve žive organizme! Zašto? Budući da se temelji na

Molekula RNA je također polimer, čiji su monomeri ribonukleotidi, RNA je jednolančana molekula. Izgrađen je na isti način kao i jedan od lanaca DNK. RNA nukleotidi slični su nukleotidima DNK, iako im nisu identični. Ima ih također četiri, a sastoje se od ostataka dušične baze, pentoze i fosforne kiseline. Tri dušične baze su potpuno iste kao u DNK: A, G i C... Međutim, umjesto T DNK u RNA sadrži sličnu strukturu pirimidinske baze - uracil ( Imati). Glavna razlika između DNK i RNA je priroda ugljikohidrata: u nuklotidima DNK monosaharid je deoksiriboza, a u RNA riboza. Veza između nukleotida ostvaruje se, kao u DNK, preko ostatka šećera i fosforne kiseline. Za razliku od DNK, čiji je sadržaj stalan u stanicama određenih organizama, sadržaj RNK u njima varira. Osjetno je veći tamo gdje se odvija intenzivna sinteza.

S obzirom na funkcije koje se obavljaju, razlikuje se nekoliko vrsta RNA.

Transportna RNA (tRNA). Molekule tRNA su najkraće: sastoje se od samo 80-100 nukleotida. Molekularna težina takvih čestica je 25-30 tisuća Transportne RNA uglavnom se nalaze u citoplazmi stanice. Njihova je funkcija prijenos aminokiselina u ribosome, do mjesta sinteze proteina. Od ukupnog sadržaja RNK u stanici, tRNA čini oko 10%.

Ribosomska RNA (rRNA). To su velike molekule: sadrže 3-5 tisuća nukleotida, odnosno njihova molekularna težina doseže 1-1,5 milijuna Ribosomske RNA čine bitan dio ribosoma. Od ukupnog sadržaja RNK u stanici, rRNA čini oko 90%.

Informacijska RNA (mRNA), ili glasničku RNA (mRNA), nalazi se u jezgri i citoplazmi. Njegova je funkcija prijenos informacija o strukturi proteina od DNK do mjesta sinteze proteina u ribosomima. Udio mRNA čini otprilike 0,5-1% ukupnog sadržaja RNA u stanici. Veličina mRNA uvelike varira - od 100 do 10 000 nukleotida.

Sve vrste RNK sintetiziraju se na DNK, koja služi kao svojevrsna matrica.

DNK je nositelj nasljedne informacije.

Svaki protein je predstavljen jednim ili više polipeptidnih lanaca. Dio DNK koji nosi informaciju o jednom polipeptidnom lancu naziva se genom... Skup molekula DNA stanice obavlja funkciju nositelja genetskih informacija. Genetske informacije se prenose i od majke do stanice kćeri i od roditelja do djece. Gen je jedinica genetike, ili nasljedna, informacija.

DNK je nositelj genetske informacije u stanici - ne sudjeluje izravno u sintezi proteina. U eukariotskim stanicama molekule DNA sadržane su u kromosomima jezgre i odvojene su nuklearnom ovojnicom od citoplazme, gdje se sintetiziraju proteini. Ribosomima - mjestima sastavljanja proteina - iz jezgre se šalje glasnik koji nosi informacije, koji može proći kroz pore nuklearne ovojnice. Ovaj posrednik je glasnička RNA (mRNA). Prema principu komplementarnosti, sintetizira se na DNK uz sudjelovanje enzima zvanog RNA polimeraza.

Glasnička RNA je jednolančana molekula, a transkripcija se događa iz jednog lanca dvolančane molekule DNA. To nije kopija cijele molekule DNK, već samo njezin dio – jedan gen u eukariota ili skupina susjednih gena koji nose informaciju o strukturi proteina potrebnih za obavljanje jedne funkcije u prokariota. Ova skupina gena tzv operon... Na početku svakog operona nalazi se svojevrsno mjesto slijetanja za RNA polimerazu tzv promotor Riječ je o specifičnoj DNA nukleotidnoj sekvenci koju enzim "prepoznaje" zbog svog kemijskog afiniteta. Samo spajanjem na promotor, RNA polimeraza može pokrenuti RNA intez. Došavši do kraja operona, enzim nailazi na signal (u obliku specifične sekvence nukleotida), što znači kraj čitanja. Gotova mRNA napušta DNK i odlazi na mjesto sinteze proteina.

U procesu transkripcije mogu se razlikovati četiri faze: 1) vezanje RNA-polimeraza s promotorom; 2) inicijacije- početak sinteze. Sastoji se od stvaranja prve fosfodiesterske veze između ATP-a ili GTP-a i drugog nukleotida sintetizirane RNA molekule; 3) produljenje- rast RNA lanca; oni. sekvencijalno vezivanje nukleotida jedan za drugi redoslijedom kojim se nalaze komplementarni nukleotidi u transkribiranoj DNA lancu. Brzina produljenja 50 nukleotida u sekundi; 4) raskida- završetak sinteze RNA.

Prolazeći kroz pore nuklearne ovojnice, mRNA se usmjerava na ribosome, gdje se dešifriraju genetske informacije - prevodi se s "jezika" nukleotida u "jezik" aminokiselina. Sinteza polipeptidnih lanaca iz predloška mRNA, koja se događa u ribosomima, naziva se emitirati(latinski prijevod - prijevod).

Aminokiseline iz kojih se sintetiziraju proteini dostavljaju se ribosomima pomoću posebnih RNA zvanih transportne RNA (tRNA). U stanici postoji onoliko različitih tRNA koliko i kodona koji kodiraju aminokiseline. Na vrhu “lista” svake tRNA nalazi se slijed od tri nukleotida komplementarna nukleotidima kodona u mRNA. Zovu je antikodon. Poseban enzim, kodaza, prepoznaje tRNA i veže aminokiselinu na peteljku lista – samo onu koju kodira triplet komplementaran antikodonu. Energija jedne molekule ATP-a troši se na stvaranje kovalentne veze između tRNA i "njezine" aminokiseline.

Da bi se aminokiselina ugradila u polipeptidni lanac, mora se odvojiti od tRNA. To postaje moguće kada tRNA uđe u ribozozm i antikodon prepozna svoj kodon u mRNA. Ribosom ima dva mjesta za vezanje dviju molekula tRNA. Na jednu od ovih stranica zv akceptor, tRNA ulazi s aminokiselinom i veže se na njezin kodon (I). Veže li se ova aminokiselina na (prihvaća) rastući lanac proteina (II)? Između njih nastaje peptidna veza. tRNA, koja je sada spojena zajedno s kodonom mRNA u donator dio ribosoma. Ispražnjeno akceptorsko mjesto prima novu tRNA povezanu s aminokiselinom, koja je šifrirana sljedećim kodonom (III). Odvojeni polipeptidni lanac se ponovno prenosi s mjesta donora ovdje i produžuje za još jednu kariku. Aminokiseline u rastućem lancu povezane su slijedom u kojem se nalaze kodoni koji ih kodiraju u mRNA.

Kada jedna od tri trojke ( UAA, UAG, UGA), koji su "interpunkcijski znakovi" između gena, tRNA se ne može smjestiti na akceptorskom mjestu. Poanta je da ne postoje antikodoni komplementarni nukleotidnim sekvencama "interpunkcijskih znakova". Odvojeni lanac nema za što se vezati na akceptorskom mjestu i napušta ribosom. Sinteza proteina je završena.

Kod prokariota sinteza proteina počinje činjenicom da kodon AUG, koji se nalazi na prvom mjestu u kopiji svakog gena, zauzima takav položaj u ribosomu da antikodon posebne tRNA, sjedinjen s formilmentionin... Ovaj izmijenjeni oblik aminokiseline metionin odmah ulazi na mjesto donora i igra ulogu velikog slova u frazi – s njim u bakterijskoj stanici počinje sinteza bilo kojeg polipeptidnog lanca. Kad trojka AUG nije na prvom mjestu, ali unutar kopije gena, kodira aminokiselinu metionin. Nakon završetka sinteze polipeptidnog lanca, formilmetionin se cijepi od njega i nema ga u gotovom proteinu.

Kako bi se povećala proizvodnja proteina, mRNA često prolazi istovremeno ne jedan već nekoliko ribosoma. Ova struktura, ujedinjena jednom molekulom mRNA, zove se polisom... Isti proteini se sintetiziraju na svakom ribosomu u ovoj pokretnoj traci nalik zrnama.

Aminokiseline se kontinuirano opskrbljuju ribosomima pomoću tRNA. Nakon što je donirala aminokiselinu, tRNA napušta ribosom i spaja se uz pomoć kodaze. Visoka koherentnost svih "usluga biljke" za proizvodnju bjelanjaka omogućuje sintetizaciju polipeptidnih lanaca koji se sastoje od stotina aminokiselina u roku od nekoliko sekundi.

Svojstva genetskog koda. Zbog procesa transkripcije u stanici, informacije se prenose s DNK na protein

DNA → mRNA → protein

Genetske informacije sadržane u DNK i mRNA sadržane su u slijedu rasporeda nukleotida u molekulama.

Kako dolazi do prijevoda informacija s "jezika" nukleotida u "jezik" aminokiselina? Ovaj prijevod se provodi pomoću genetskog koda. Šifra ili šifra, je sustav simbola za prevođenje jednog oblika informacije u drugi. Genetski kod Je sustav za bilježenje informacija o slijedu aminokiselina u proteinima pomoću slijeda rasporeda nukleotida u mRNA.

Koja svojstva ima genetski kod?

    Šifra je trostruka... RNA sadrži četiri nukleotida: A, G, C, U. Ako bismo jednu aminokiselinu pokušali označiti jednim nukleotidom, tada bi 16 od 20 aminokiselina ostalo nešifrirano. Kod od dva slova omogućio bi šifriranje 16 aminokiselina. Priroda je stvorila troslovni ili troslovni kod. Znači da svaka od 20 aminokiselina kodirana je slijedom od tri nukleotida koji se naziva triplet ili kodon.

    Kod je degeneriran. Znači da svaka aminokiselina je šifrirana s više od jednog kodona. Iznimke: meteonin i triptofan, od kojih je svaki kodiran jednim tripletom.

    Kod je nedvosmislen. Svaki kodon šifrira samo jednu aminokiselinu.

    Između gena postoje "interpunkcijski znaci". U tiskanom tekstu na kraju svake fraze nalazi se točka. Nekoliko povezanih fraza čine odlomak. U jeziku genetskih informacija, takav paragraf je operon i njegova komplementarna mRNA. Svaki gen u prokariotskom operonu ili pojedinačnom eukariotskom genu kodira jedan polipeptidni lanac – frazu. Budući da se u nekim slučajevima nekoliko različitih polipeptidnih lanaca uzastopno stvara na predlošku mRNA, oni moraju biti odvojeni jedan od drugog. Za to u genetskoj godini postoje tri posebna tripleta - UAA, UAG, UGA, od kojih svaki znači završetak sinteze jednog polipeptidnog lanca. Dakle, ove trojke služe kao interpunkcijski znaci. Nalaze se na kraju svakog gena.

    Unutar gena nema "interpunkcijskih znakova".

    Kod je univerzalan. Genetski kod je isti za sva stvorenja koja žive na Zemlji. U bakterijama i gljivama, pšenici i pamuku, ribama i crvima, žabama i ljudima, iste trojke kodiraju iste aminokiseline.

Principi replikacije DNK. Procesom je osiguran kontinuitet genetskog materijala u generacijama stanica i organizama replikacija – udvostručenje molekula DNK. Ovaj složeni proces provodi kompleks nekoliko enzima i proteina koji ne posjeduju katalitičku aktivnost, a koji su neophodni za davanje potrebne konformacije polinukleotidnim lancima. Kao rezultat replikacije nastaju dvije identične dvostruke spirale DNK. Ove takozvane molekule kćeri ne mogu se razlikovati jedna od druge i od izvorne roditeljske molekule DNK. Replikacija se odvija u stanici prije dijeljenja, tako da svaka stanica kćer prima točno iste molekule DNK koje je imala matična stanica. Proces replikacije temelji se na nizu principa:


Samo u ovom slučaju, DNA polimeraza se može kretati duž majčinih niti i koristiti ih kao šablone za sintezu kćeri lanaca bez pogrešaka. Ali potpuno odmotavanje spirala koje se sastoje od mnogo milijuna parova nukleotida povezano je s tako značajnim brojem rotacija i takvim utroškom energije koji je nemoguć u uvjetima stanice. Stoga replikacija u eukariota počinje istovremeno na nekim mjestima molekule DNA. Odsjek između dviju točaka u kojem počinje sinteza kćerinskih lanaca naziva se replikon... On je jedinica replikacije.

U svakoj molekuli DNK eukariotske stanice postoji mnogo replikona. U svakom replikonu možete vidjeti replikativnu vilicu – onaj dio molekule DNK koji se već razotkrio pod djelovanjem posebnih enzima. Svaki lanac u vilici služi kao predložak za sintezu komplementarne kćeri. Tijekom replikacije, vilica se kreće duž roditeljske molekule, dok se novi dijelovi DNK odmotavaju. Budući da se DNA polimeraze mogu kretati samo u jednom smjeru duž filamenata matriksa, a filamenti su orijentirani antiparalelno, dva različita enzimska kompleksa se simultano sintetiziraju u svakoj vilici. Štoviše, u svakoj račvi jedan kćer (vodeći) lanac kontinuirano raste, dok se drugi (zaostali) lanac sintetizira odvojenim fragmentima dugim nekoliko nukleotida. Takvi enzimi, nazvani po japanskom znanstveniku koji ih je otkrio ulomci Okazakija, spojeni su zajedno s DNA ligazom, tvoreći kontinuirani lanac. Mehanizam stvaranja lanaca kćeri fragmenata DNA naziva se diskontinuiranim.

    Potreba za postavljanjem DNA polimeraze nije u stanju pokrenuti sintezu vodećeg lanca, niti sintezu Okazaki fragmenata zaostalog lanca. Može samo produžiti već postojeći polinukleotidni lanac, uzastopno vežući deoksiribonukleotide na njegov 3'-OH kraj. Odakle dolazi početni 5' kraj rastuće DNK lanca? Sintetizira se na matrici DNK pomoću posebne RNA polimeraze tzv primazoy(engleski Primer - sjeme). Veličina ribonukleotidnog prajmera je mala (manje od 20 nukleotida) u usporedbi s veličinom DNA lanca kojeg formira DNA poimeraza. Dovršio ju. Funkcija RNA primer se uklanja posebnim enzimom, a praznina nastala tijekom izbacivanja zapečaćena je DNA polimerazom koja koristi 3'-OH kraj susjednog Okazaki fragmenta kao primer.

Problem nedovoljne replikacije krajeva linearnih molekula DNA. Uklanjanje ekstremnih RNA prajmera, komplementarno 3'-krajevima oba lanca linearne molekule DNA majke, dovodi do činjenice da su lanci kćeri kraći od 10-20 nukleotida. To je problem nedovoljne replikacije krajeva linearnih molekula.

Problem nedovoljne replikacije 3'-kraja linearnih molekula DNA rješavaju eukariotske stanice pomoću posebnog enzima - telomeraza.

Telomeraza je DNA polimeraza koja dovršava 3'-terminalne DNA molekule kromosoma kratkim ponavljajućim sekvencama. Oni, smješteni jedan za drugim, tvore pravilnu terminalnu strukturu dugu do 10 tisuća nukleotida. Osim proteinskog dijela, telomeraza sadrži RNA, koja igra ulogu predloška za izgradnju DNK ponavljanjem.

Dijagram produljenja krajeva DNA molekula. Prvo, postoji komplementarno vezanje izbočenog kraja DNK s predloškom RNA telomeraze, zatim telomeraza izgrađuje DNK, koristeći svoj 3'-OH kraj kao sjeme, a RNA, koja je dio enzima, kao predložak. Ova faza se zove elongacija. Nakon toga dolazi do translokacije, tj. kretanje DNA, produljeno za jedno ponavljanje, u odnosu na enzim. Nakon toga slijedi elongacija i još jedna translokacija.

Kao rezultat, nastaju specijalizirane terminalne strukture kromosoma. Sastoje se od višestruko ponovljenih kratkih sekvenci DNK i specifičnih proteina.

I uracil (za razliku od DNK, koji sadrži timin umjesto uracila). Te se molekule nalaze u stanicama svih živih organizama, kao i u nekim virusima.


Glavne funkcije RNA u stanični organizmi je predložak za prevođenje genetskih informacija u proteine ​​i opskrbu ribosomima odgovarajućim aminokiselinama. Kod virusa je nositelj genetske informacije (kodira proteine ​​ovojnice i virusne enzime). Viroidi se sastoje od kružne RNA molekule i ne sadrže druge molekule. Postoji Hipoteza RNA svijeta, prema kojem su RNA nastale prije proteina i bile su prvi oblici života.

Stanične RNA nastaju procesom tzv transkripcija, odnosno sinteza RNA na matrici DNK, koju provode posebni enzimi - RNA polimeraza. Glasničke RNA (mRNA) tada sudjeluju u procesu koji se zove translacija. Emitiranje - Ovo je sinteza proteina na matriksu mRNA uz sudjelovanje ribosoma. Ostale RNA nakon transkripcije prolaze kemijske modifikacije, a nakon formiranja sekundarnih i tercijarnih struktura obavljaju funkcije ovisno o vrsti RNA.

Jednolančanu RNA karakteriziraju različite prostorne strukture u kojima su neki od nukleotida istog lanca međusobno upareni. Neke visoko strukturirane RNA uključene su u sintezu staničnih proteina, na primjer, transportne RNA služe za prepoznavanje kodona i isporuku odgovarajućih aminokiselina na mjesto sinteze proteina, a glasničke RNA služe kao strukturna i katalitička osnova ribosoma.

Međutim, funkcije RNA u modernim stanicama nisu ograničene na njihovu ulogu u translaciji. Ovako su mRNA uključene u eukariotske glasničke RNA i druge procese.

Osim činjenice da su RNA molekule dio nekih enzima (primjerice, telomeraze), pojedinačne RNA imaju vlastitu enzimsku aktivnost, sposobnost da naprave prekide u drugim molekulama RNA ili, obrnuto, "zalijepe" dva RNA fragmenta. Takve RNA se nazivaju ribozimi.

Brojni virusi se sastoje od RNA, odnosno u njima ona igra ulogu koju DNK ima u višim organizmima. Na temelju raznolikosti funkcija RNA u stanici, postavljena je hipoteza prema kojoj je RNA prva molekula sposobna za samoreprodukciju u prebiološkim sustavima.

Povijest proučavanja RNA

Nukleinske kiseline su otkrivene u 1868 godinešvicarskog znanstvenika Johanna Friedricha Mieschera koji je te tvari nazvao "nuklein" jer su pronađene u jezgri (lat. nucleus). Kasnije je otkriveno da bakterijske stanice koje nemaju jezgru također sadrže nukleinske kiseline.

Utvrđena je hipoteza o važnosti RNA u sintezi proteina 1939 godine u djelu Thorburna Oscara Kasperssona, Jeana Bracheta i Jacka Schultza. Gerard Mairbachs izolirao je prvu glasničku RNA koja kodira zečji hemoglobin i pokazao da kada je uveden u oocite, nastaje isti protein.

U Sovjetskom Savezu u 1956-57 provedene su studije (A. Belozersky, A. Spirin, E. Volkin, F. Astrakhan) za određivanje sastava RNA stanica, što je dovelo do zaključka da je glavnina RNA u stanici ribosomska RNA.

V 1959 godina Severo Ochoa dobio je Nobelovu nagradu za medicinu za svoje otkriće mehanizma sinteze RNA. Slijed od 77 nukleotida jedne od tRNA kvasca S. cerevisiae određen je u 1965 godina u laboratoriju Roberta Halla, za koji je u 1968 godina dobio je Nobelovu nagradu za medicinu.

V 1967 Carl Wese je sugerirao da RNA imaju katalitička svojstva. Iznio je takozvanu RNA svjetsku hipotezu, u kojoj je RNA proto-organizama služila i kao molekule za pohranu informacija (sada tu ulogu igra DNK) i kao molekule koje kataliziraju metaboličke reakcije (sada to rade enzimi).

V 1976 Walter Fireers i njegov tim sa Sveučilišta u Gentu (Holandija) prvi su utvrdili slijed RNA genoma – bakteriofaga MS2 sadržanog u virusu.

Na početku 1990-ih utvrđeno je da uvođenje stranih gena u biljni genom dovodi do supresije ekspresije sličnih biljnih gena. Otprilike u isto vrijeme, pokazalo se da RNA duljine oko 22 baze, koja se danas naziva mikro-RNA, igra regulatornu ulogu u ontogenezi okruglih crva.

Hipotezu o ulozi RNA u sintezi proteina iznio je Torbjörn Caspersson na temelju istraživanja 1937-1939 dvogodišnje., zbog čega se pokazalo da stanice koje aktivno sintetiziraju protein sadrže veliku količinu RNA. Hipotezu je potvrdio Hubert Chantrenne.

Značajke strukture RNA

RNA nukleotidi sastoje se od šećera - riboze, na koju je vezana jedna od baza na poziciji 1": adenin, gvanin, citozin ili uracil. Fosfatna skupina ujedinjuje riboze u lanac, tvoreći veze s 3" ugljikovim atomom jedne riboze a u položaju 5" drugog. Fosfatne skupine pri fiziološkom pH negativno su nabijene pa se RNA može nazvati polianion.

RNA se transkribira kao polimer četiri baze (adenin (A), gvanin (G), uracil (U) i citozin (C)), ali zrela RNA sadrži mnogo modificiranih baza i šećera. Ukupno, RNA sadrži oko 100 različitih vrsta modificiranih nukleozida, od kojih:
-2 "-O-metilriboza najčešća modifikacija šećera;
- Pseudouridin- najčešće modificirana baza, koja je i najčešća. U pseudouridinu (Ψ), veza između uracila i riboze nije C - N, nego C - C, ovaj nukleotid se javlja na različitim pozicijama u RNA molekulama. Posebno je pseudouridin važan za funkcioniranje tRNA.

Još jedna modificirana baza koju vrijedi spomenuti je hipoksantin, deaminirani gvanin, čiji se nukleozid tzv. inozin... Inozin igra važnu ulogu u osiguravanju degeneracije genetskog koda.

Uloga mnogih drugih modifikacija nije u potpunosti shvaćena, ali u ribosomskoj RNA mnoge su post-transkripcijske modifikacije smještene u regijama važnim za funkcioniranje ribosoma. Na primjer, na jednom od ribonukleotida uključenih u stvaranje peptidne veze. Dušične baze u RNA mogu stvarati vodikove veze između citozina i guanina, adenina i uracila, kao i između guanina i uracila. Međutim, moguće su i druge interakcije, na primjer, nekoliko adenina može formirati petlju, odnosno petlju od četiri nukleotida, u kojoj se nalazi par baza adenin – gvanin.

Važna strukturna značajka RNA koja je razlikuje od DNK je prisutnost hidroksilne skupine u položaju 2" riboze, što omogućuje postojanje RNA molekule u A, a ne u B-konformaciji, što se najčešće opaža u DNK U A-oblici, duboki i uski veliki žlijeb te plitki i široki manji žlijeb Druga posljedica prisutnosti 2" hidroksilne skupine je da konformacijsko plastična, odnosno nesudjelujuća u formiranju dvostruke spirale, regije molekule RNA može kemijski napasti druge fosfatne veze i rascijepiti ih.

"Radni" oblik jednolančane RNA molekule, poput proteina, često ima tercijarna struktura. Tercijarna struktura nastaje na temelju elemenata sekundarne strukture, nastaje vodikovim vezama unutar jedne molekule. Postoji nekoliko vrsta sekundarnih strukturnih elemenata - petlje, petlje i pseudo-čvorovi. Zbog velikog broja mogućih opcija uparivanja baza, predviđanje sekundarne strukture RNA puno je teži zadatak od strukture proteina, ali trenutno postoje učinkoviti programi, na primjer, mfold.

Primjer ovisnosti funkcija RNA molekula o njihovoj sekundarnoj strukturi su unutarnja mjesta slijetanja ribosoma (IRES). IRES je struktura na 5 "kraju glasničke RNA, koja osigurava pričvršćivanje ribosoma zaobilazeći uobičajeni mehanizam inicijacije sinteze proteina, zahtijeva posebnu modificiranu bazu (cap) na kraju 5" i faktore inicijacije proteina. U početku su IRES pronađeni u virusnim RNA, ali sada postoji sve više dokaza da stanične mRNA također koriste mehanizam inicijacije ovisan o IRES-u pod stresom. Mnoge vrste RNA, na primjer, rRNA i snRNA (snRNA) u stanici funkcioniraju kao kompleksi s proteinima koji se povezuju s RNA molekulama nakon što su sintetizirane ili (y) izvezene iz jezgre u citoplazmu. Takvi RNA-proteinski kompleksi nazivaju se ribonukleoproteinski kompleksi ili ribonukleoproteini.

Matrična ribonukleinska kiselina (mRNA, sinonim - glasnička RNA, mRNA)- RNA, koja je odgovorna za prijenos informacija o primarnoj strukturi proteina od DNK do mjesta sinteze proteina. mRNA se sintetizira iz DNA tijekom transkripcije, nakon čega se, pak, koristi tijekom translacije kao predložak za sintezu proteina. Dakle, mRNA igra važnu ulogu u "manifestaciji" (ekspresiji).
Duljina tipične zrele mRNA je od nekoliko stotina do nekoliko tisuća nukleotida. Najduže mRNA zabilježene su u virusima koji sadrže (+) sc RNA, na primjer, picornavirusima, ali treba imati na umu da u tim virusima mRNA tvori cijeli njihov genom.

Velika većina RNA ne kodira protein. Ove nekodirajuće RNA mogu se transkribirati iz pojedinačnih gena (npr. ribosomske RNA) ili biti derivati ​​introna. Klasične, dobro proučene vrste nekodirajuće RNA su transportne RNA (tRNA) i rRNA uključene u translaciju. Također postoje klase RNA odgovorne za regulaciju gena, obradu mRNA i druge uloge. Osim toga, postoje nekodirajuće RNA molekule koje mogu katalizirati kemijske reakcije kao što su rezanje i vezivanje RNA molekula. Po analogiji s proteinima koji mogu katalizirati kemijske reakcije – enzimima (enzimima), katalitičke RNA molekule nazivaju se ribozimima.

transport (tRNA)- male, oko 80 nukleotida, molekule s konzervativnom tercijarnom strukturom. Oni transportiraju specifične aminokiseline do mjesta sinteze peptidne veze u ribosomu. Svaka tRNA sadrži mjesto vezanja aminokiselina i antikodon za prepoznavanje i vezanje za kodon mRNA. Antikodon tvori vodikove veze s kodonom, što stavlja tRNA u položaj koji olakšava stvaranje peptidne veze između posljednje aminokiseline formiranog peptida i aminokiseline vezane za tRNA.

ribosomska RNA (rRNA)- katalitička komponenta ribosoma. Eukariotski ribosomi sadrže četiri vrste rRNA molekula: 18S, 5.8S, 28S i 5S. Tri od četiri tipa rRNA sintetiziraju se na polisomima. U citoplazmi, ribosomske RNA se kombiniraju s ribosomskim proteinima i tvore nukleoproteine ​​zvane ribosomi. Ribosom se veže za mRNA i sintetizira protein. rRNA čini 80% RNA, nalazi se u citoplazmi eukariotskih stanica.

Neobična vrsta RNA koja djeluje kao tRNA i mRNA (tmRNA) nalazi se u mnogim bakterijama i plastidama. Kada se ribosom zaustavi na defektnoj mRNA bez stop kodona, tmRNA veže mali peptid koji usmjerava protein na razgradnju.

Mikro-RNA (21-22 nukleotida dužine) nalaze u eukariota i utječu putem mehanizma interferencije RNA. U tom slučaju kompleks mikro-RNA i enzima može dovesti do metilacije nukleotida u DNA promotora gena, što služi kao signal za smanjenje aktivnosti gena. Kada se koristi druga vrsta regulacije mRNA, komplementarna mikroRNA se razgrađuje. Međutim, postoje miRNA koje povećavaju, a ne smanjuju ekspresiju gena.

Male interferirajuće RNA (siRNA, 20-25 nukleotida)često nastaju kao rezultat cijepanja virusnih RNA, ali postoje i endogene stanične miRNA. Male interferirajuće RNA također djeluju putem interferencije RNA pomoću mehanizama sličnih mikroRNA.

Usporedba s DNK

Postoje tri glavne razlike između DNK i RNA:

1 . DNK sadrži šećer deoksiribozu, RNA - ribozu, koja ima dodatnu hidroksilnu skupinu u usporedbi s deoksiribozom. Ova skupina povećava vjerojatnost hidrolize molekule, odnosno smanjuje stabilnost RNA molekule.

2. Nukleotid komplementaran adeninu u RNA nije timin, kao u DNK, već je uracil nemetilirani oblik timina.

3. DNK postoji u obliku dvostruke spirale koja se sastoji od dvije odvojene molekule. Molekule RNA su u prosjeku mnogo kraće i pretežno jednolančane. Strukturna analiza biološki aktivnih RNA molekula, uključujući tRNA, rRNA snRNA i druge molekule koje ne kodiraju proteine, pokazala je da se one ne sastoje od jedne dugačke spirale, već od brojnih kratkih spirala smještenih jedna blizu druge i tvore nešto poput tercijarnog proteina struktura. Kao rezultat toga, RNA može katalizirati kemijske reakcije, na primjer, peptidno-transferazni centar ribosoma, koji je uključen u stvaranje peptidnih veza proteina, u potpunosti se sastoji od RNA.

Značajke značajke:

1. Obrada

Mnoge RNA sudjeluju u modifikaciji drugih RNA. Introni se izrezuju iz pro-mRNA spliceosoma, koji, osim proteina, sadrže nekoliko malih nuklearnih RNA (snRNA). Osim toga, introni mogu katalizirati vlastitu eksciziju. RNA sintetizirana kao rezultat transkripcije također se može kemijski modificirati. Kod eukariota kemijske modifikacije RNA nukleotida, na primjer, njihova metilacija, provode male nuklearne RNA (snRNA, 60-300 nukleotida). Ova vrsta RNA je lokalizirana u nukleolusu i Cajalovim tijelima. Nakon povezivanja snRNA s enzimima, snRNA se veže na ciljnu RNA tvoreći parove između baza dviju molekula, a enzimi modificiraju nukleotide ciljne RNA. Ribosomske i transportne RNA sadrže mnoge slične modifikacije, čija se specifična pozicija često zadržava u procesu evolucije. SnRNA i same snRNA također se mogu modificirati.

2. Emitiranje

tRNA veže određene aminokiseline u citoplazmi i šalje se na mjesto sinteze proteina na mRNA, gdje se veže na kodon i odustaje od aminokiseline koja se koristi za sintezu proteina.

3. Informacijska funkcija

U nekim virusima RNA obavlja funkcije koje DNK obavlja u eukariota. Također, informacijsku funkciju obavlja mRNA, koja nosi informacije o proteinima i mjesto je njihove sinteze.

4. Regulacija gena

Neke vrste RNA sudjeluju u regulaciji gena povećavajući ili smanjujući njezinu aktivnost. To su takozvane miRNA (male interferirajuće RNA) i mikro-RNA.

5. Katalitičkifunkcija

Postoje takozvani enzimi koji se odnose na RNA, zovu se ribozimi. Ovi enzimi obavljaju različite funkcije i imaju osebujnu strukturu.

RNA je, kao i DNK, polinukleotid. Struktura nukleotida RNA sa strukturom DNK, ali postoje sljedeće razlike:

  • Umjesto deoksiriboze, nukleotidi RNA uključuju ribozu s pet ugljika;
  • Umjesto dušične baze, timin je uracil;
  • Molekula RNA obično je predstavljena jednim lancem (kod nekih virusa dva);

U stanicama postoje tri vrste RNA: informacijske, transportne i ribosomske.

Infarmacijski RNA (m-RNA) je kopija specifičnog dijela DNK i djeluje kao nositelj genetske informacije od DNK do mjesta sinteze proteina (ribosoma) i izravno je uključena u sastavljanje njegovih molekula.

Prijevoz RNA (t-RNA) prenosi aminokiseline iz citoplazme na ribosome.

Ribosomalna RNA (r-RNA) je dio ribosoma. Vjeruje se da r-RNA osigurava određeni prostorni odnos i-RNA i t-RNA.

Uloga RNK u procesu realizacije nasljednih informacija.

Nasljedne informacije, zabilježene genetskim kodom, pohranjuju se u molekule DNK i razmnožavaju se kako bi novonastalim stanicama dale potrebne "upute" za njihov normalan razvoj i funkcioniranje. Istodobno, DNK ne sudjeluje izravno u održavanju života stanica. Ulogu posrednika, čija je funkcija prevesti nasljedne informacije pohranjene u DNK u radni oblik, imaju ribonukleinske kiseline – RNA.

Za razliku od molekula DNA, ribonukleinske kiseline predstavljaju jedan polinukleotidni lanac, koji se sastoji od četiri vrste nukleotida koji sadrže šećer, ribozu, fosfat i jednu od četiri dušične baze – adenin, guanin, uracil ili citozin. RNA se sintetizira na molekulama DNA pomoću enzima RNA polimeraze u skladu s principom komplementarnosti i antiparalelnosti, a uracil je komplementaran DNA adeninu u RNA. Sva raznolikost RNA koja djeluje u stanici može se podijeliti u tri glavna tipa: mRNA, tRNA, rRNA.

U smislu kemijske organizacije materijala naslijeđa i varijabilnosti, eukariotske i prokariotske stanice međusobno se bitno ne razlikuju. Njihov genetski materijal predstavlja DNK. Zajedničko im je načelo bilježenja genetskih informacija, kao i genetskog koda. Iste aminokiseline su kodirane u pro- i eukariotima s istim kodonima. Korištenje nasljednih informacija pohranjenih u DNK provodi se u osnovi na isti način u ovim vrstama stanica. Prvo se transkribira u nukleotidni slijed molekule mRNA, a zatim se prevodi u aminokiselinsku sekvencu peptida na ribosomima uz sudjelovanje tRNA. Međutim, neke značajke organizacije nasljednog materijala koje razlikuju eukariotske stanice od prokariotskih određuju razlike u korištenju njihovih genetskih informacija.

Nasljedni materijal prokariotske stanice sadržan je uglavnom u jednoj kružnoj molekuli DNA. Nalazi se izravno u citoplazmi stanice, gdje se također nalaze tRNA i enzimi potrebni za ekspresiju gena, od kojih su neki sadržani u ribosomima. Prokariotski geni se u potpunosti sastoje od kodirajućih nukleotidnih sekvenci koje se ostvaruju tijekom sinteze proteina, tRNA ili rRNA.

Nasljedni materijal eukariota je veći po volumenu od materijala prokariota. Nalazi se uglavnom u posebnim nuklearnim strukturama - kromosomi, koji su odvojeni od citoplazme nuklearnom ovojnicom. Aparat potreban za sintezu proteina, koji se sastoji od ribosoma, tRNA, skupa aminokiselina i enzima, nalazi se u citoplazmi stanice.

Postoje značajne razlike u molekularnoj organizaciji gena eukariotske stanice. U većini njih, kodirajuće sekvence egzoni su prekinuti intronic mjesta koja se ne koriste u sintezi t-RNA, r-RNA ili peptida. Broj takvih regija varira u različitim genima.Te regije su uklonjene iz primarne transkribirane RNA, te je stoga korištenje genetskih informacija u eukariotskoj stanici nešto drugačije. U prokariotskoj stanici, gdje nasljedni materijal i biosintetski aparat proteina nisu prostorno odvojeni, transkripcija i translacija se događaju gotovo istovremeno. U eukariotskoj stanici ta dva stupnja nisu samo prostorno odvojena nuklearnom ovojnicom, već su vremenom razdvojena sazrijevanjem mRNA iz koje se moraju ukloniti neinformativne sekvence.

Osim navedenih razlika, u svakoj fazi ekspresije genetske informacije mogu se uočiti neke značajke tijeka ovih procesa u pro- i eukariota.

Vrijeme u kojem živimo obilježeno je golemim promjenama, ogromnim napretkom, kada ljudi dobivaju odgovore na sve više novih pitanja. Život se ubrzano kreće naprijed, a ono što se donedavno činilo nemogućim počinje se ostvarivati. Sasvim je moguće da će ono što se danas čini zapletom iz žanra fantazije uskoro dobiti i obilježja stvarnosti.

Jedno od najvažnijih otkrića u drugoj polovici dvadesetog stoljeća bile su nukleinske kiseline RNA i DNK, zahvaljujući kojima se čovjek približio rješavanju misterija prirode.

Nukleinske kiseline

Nukleinske kiseline su organski spojevi visoke molekularne mase. Sastoje se od vodika, ugljika, dušika i fosfora.

Otkrio ih je 1869. F. Misher, koji je istraživao gnoj. Međutim, tada njegovom otkriću nije se pridavala velika važnost. Tek kasnije, kada su te kiseline pronađene u svim životinjskim i biljnim stanicama, došlo se do razumijevanja njihove ogromne uloge.

Postoje dvije vrste nukleinskih kiselina: RNA i DNK (ribonukleinska i deoksiribonukleinska kiselina). Ovaj članak govori o ribonukleinskoj kiselini, ali za opće razumijevanje, razmotrimo i što je DNK.

Što

DNK se sastoji od dva lanca koji su povezani prema zakonu komplementarnosti vodikovim vezama dušičnih baza. Dugi lanci su upleteni u spiralu; jedan zavoj sadrži gotovo deset nukleotida. Promjer dvostruke spirale je dva milimetra, udaljenost između nukleotida je oko pola nanometra. Duljina jedne molekule ponekad doseže nekoliko centimetara. DNK jezgre ljudske stanice duga je gotovo dva metra.

Struktura DNK sadrži svu DNK koja ima replikaciju, što znači proces tijekom kojeg od jedne molekule nastaju dvije potpuno identične molekule – kćeri.

Kao što je već napomenuto, lanac se sastoji od nukleotida, koji se pak sastoje od dušičnih baza (adenin, gvanin, timin i citozin) i ostatka fosforne kiseline. Svi nukleotidi se razlikuju po dušičnim bazama. Vodikova veza se ne javlja između svih baza; adenin, na primjer, može se vezati samo s timinom ili gvaninom. Dakle, adenil nukleotida u tijelu ima onoliko koliko i timidil nukleotida, a broj guanil nukleotida jednak je citidil nukleotidima (Chargaffovo pravilo). Ispada da slijed jednog lanca unaprijed određuje slijed drugog, a lanci se, takoreći, zrcali jedni druge. Takav obrazac, gdje su nukleotidi dvaju lanaca raspoređeni na uredan način, a također se selektivno spajaju, naziva se princip komplementarnosti. Osim vodikovih spojeva, dvostruka spirala je također hidrofobna.

Dva lanca su višesmjerna, odnosno nalaze se u suprotnim smjerovima. Stoga, nasuprot tri "-kraj jednog je pet" -kraj drugog lanca.

Izvana podsjeća na spiralno stubište, čija je tračnica šećerno-fosfatna okosnica, a stepenice su komplementarne dušične baze.

Što je ribonukleinska kiselina?

RNA je nukleinska kiselina s monomerima zvanim ribonukleotidi.

Po kemijskim svojstvima vrlo je sličan DNK, budući da su oba polimeri nukleotida, koji su fosfolirani N-glikozid, koji je izgrađen na ostatku pentoze (šećer s pet ugljika), s fosfatnom skupinom petog ugljikovog atoma i dušikova baza na prvom atomu ugljika.

To je jedan polinukleotidni lanac (osim virusa), koji je mnogo kraći od onog u DNK.

Jedan RNA monomer su ostaci sljedećih tvari:

  • dušikova baza;
  • monosaharid s pet ugljika;
  • fosforna kiselina.

RNA imaju pirimidinsku (uracil i citozin) i purinsku (adenin, gvanin) baze. Riboza je RNA nukleotidni monosaharid.

Razlike između RNA i DNK

Nukleinske kiseline se međusobno razlikuju po sljedećim svojstvima:

  • njegova količina u stanici ovisi o fiziološkom stanju, dobi i pripadnosti organa;
  • DNK sadrži ugljikohidrate deoksiribozu, a RNA ribozu;
  • dušična baza u DNA je timin, a u RNK je uracil;
  • klase obavljaju različite funkcije, ali se sintetiziraju na DNK matrici;
  • DNK se sastoji od dvostruke spirale, a RNA se sastoji od jednog lanca;
  • DNK gluma za nju je nekarakteristična;
  • RNA ima više minornih baza;
  • lanci se značajno razlikuju po dužini.

Proučite povijest

RNK stanicu prvi je otkrio biokemičar iz Njemačke R. Altman u proučavanju stanica kvasca. Sredinom dvadesetog stoljeća dokazana je uloga DNK u genetici. Tek tada su opisane vrste RNA, funkcije itd. Do 80-90% mase u stanici otpada na r-RNA, koja zajedno s proteinima tvori ribosom i sudjeluje u biosintezi proteina.

Šezdesetih godina prošlog stoljeća prvi put je sugerirano da mora postojati vrsta koja nosi genetske informacije za sintezu proteina. Nakon toga je znanstveno utvrđeno da postoje takve informacijske ribonukleinske kiseline koje predstavljaju komplementarne kopije gena. Nazivaju se i glasničke RNA.

U dekodiranju informacija zapisanih u njima sudjeluju takozvane transportne kiseline.

Kasnije su se počele razvijati metode za identifikaciju slijeda nukleotida i utvrđena je struktura RNA u kiselom prostoru. Tako je otkriveno da neki od njih, nazvani ribozimi, mogu cijepati poliribonukleotidne lance. Kao rezultat toga, počeli su pretpostavljati da je u vrijeme kada se na planetu rodio život, RNA djelovala bez DNK i proteina. Štoviše, sve transformacije provedene su uz njezino sudjelovanje.

Struktura molekule ribonukleinske kiseline

Gotovo sve RNA su jednostruki lanci polinukleotida, koji se pak sastoje od monoribonukleotida - purinskih i pirimidinskih baza.

Nukleotidi su označeni početnim osnovnim slovima:

  • adenin (A), A;
  • gvanin (G), G;
  • citozin (C), C;
  • uracil (U), U.

Povezani su tro- i pet-fosfodiesterskim vezama.

U strukturu RNA uključen je vrlo različit broj nukleotida (od nekoliko desetaka do desetaka tisuća). Mogu tvoriti sekundarnu strukturu koja se sastoji uglavnom od kratkih dvolančanih niti koje tvore komplementarne baze.

Struktura molekule ribonukleinske kiseline

Kao što je već spomenuto, molekula ima jednolančanu strukturu. RNA dobiva sekundarnu strukturu i oblik kao rezultat međusobnog međudjelovanja nukleotida. To je polimer, čiji je monomer nukleotid koji se sastoji od šećera, ostatka fosforne kiseline i dušične baze. Izvana, molekula izgleda kao jedan od lanaca DNK. Nukleotidi adenin i guanin, koji su dio RNK, su purini. Citozin i uracil su pirimidinske baze.

Proces sinteze

Da bi se RNA molekula sintetizirala, predložak je molekula DNA. Postoji, međutim, suprotan proces, kada se na ribonukleinskoj matrici formiraju nove molekule deoksiribonukleinske kiseline. To se događa s replikacijom određenih vrsta virusa.

Druge molekule ribonukleinske kiseline također mogu poslužiti kao osnova za biosintezu. Mnogi enzimi sudjeluju u njegovoj transkripciji, koja se događa u staničnoj jezgri, no najvažniji od njih je RNA polimeraza.

Pogledi

Ovisno o vrsti RNA, razlikuju se i njezine funkcije. Postoji nekoliko vrsta:

  • informacijska i-RNA;
  • ribosomska r-RNA;
  • transportna t-RNA;
  • maloljetni;
  • ribozimi;
  • virusni.

Informacijska ribonukleinska kiselina

Takve se molekule nazivaju i matrične molekule. Oni čine oko dva posto ukupnog broja u ćeliji. U eukariotskim stanicama sintetiziraju se u jezgrama na DNK šablonima, zatim prelaze u citoplazmu i vežu se s ribosomima. Nadalje, oni postaju predlošci za sintezu proteina: na njih se vežu transportne RNA koje nose aminokiseline. Tako se odvija proces pretvaranja informacija koji se ostvaruje u jedinstvenoj strukturi proteina. U nekim virusnim RNA je također kromosom.

Jacob i Mano su otkrivači ove vrste. Bez krute strukture, njegov lanac tvori zakrivljene petlje. Ne radi, i-RNA se skuplja u nabore i savija u lopticu, a u radnom stanju se odvija.

i-RNA nosi informacije o sekvenci aminokiselina u proteinu koji se sintetizira. Svaka aminokiselina je kodirana na određenom mjestu pomoću genetskih kodova koje karakteriziraju:

  • trojnost - od četiri mononukleotida moguće je izgraditi šezdeset i četiri kodona (genetski kod);
  • nepreklapanje – informacije se kreću u jednom smjeru;
  • kontinuitet – princip rada svodi se na činjenicu da je jedna i-RNA jedan protein;
  • univerzalnost - jedna ili druga vrsta aminokiselina je kodirana u svim živim organizmima na isti način;
  • degeneracija - poznato je dvadeset aminokiselina, a kodoni - šezdeset i jedan, odnosno kodirani su s nekoliko genetskih kodova.

Ribosomska ribonukleinska kiselina

Takve molekule čine veliku većinu stanične RNA, odnosno od osamdeset do devedeset posto ukupne. Vežu se na proteine ​​i tvore ribosome – organele koje sintetiziraju proteine.

Ribosomi su šezdeset pet posto rRNA i trideset pet posto proteina. Ovaj polinukleotidni lanac lako se savija s proteinom.

Ribosom se sastoji od aminokiselinskih i peptidnih regija. Nalaze se na kontaktnim površinama.

Ribosomi se slobodno kreću na pravim mjestima. Nisu baš specifični i ne samo da mogu čitati informacije iz i-RNA, već i s njima formirati predložak.

Transport ribonukleinske kiseline

t-RNA je najviše proučavana. Oni čine deset posto stanične ribonukleinske kiseline. Ove vrste RNA vežu se na aminokiseline putem posebnog enzima i dostavljaju se ribosomima. U ovom slučaju, aminokiseline se prenose transportnim molekulama. Međutim, događa se da je aminokiselina kodirana različitim kodonima. Zatim će ih prenijeti nekoliko transportnih RNA.

Kada je neaktivan, sklupča se u klupko, a kada funkcionira, izgleda kao list djeteline.

U njemu se razlikuju sljedeća područja:

  • akceptorska stabljika koja ima ACC nukleotidni slijed;
  • mjesto za spajanje ribosoma;
  • antikodon koji kodira aminokiselinu koja je vezana za ovu t-RNA.

Mala ribonukleinska kiselina

Nedavno su tipovi RNA dopunjeni novom klasom, takozvanim malim RNA. Oni su najvjerojatnije univerzalni regulatori koji uključuju ili isključuju gene tijekom embrionalnog razvoja, a također kontroliraju procese unutar stanica.

Ribozimi su također nedavno identificirani, oni su aktivno uključeni kada je RNA kiselina fermentirana, a istovremeno su katalizator.

Virusne vrste kiselina

Virus je sposoban sadržavati ribonukleinsku kiselinu ili deoksiribonukleinsku kiselinu. Stoga se s odgovarajućim molekulama nazivaju RNA-sadržećima. Kada takav virus uđe u stanicu, dolazi do reverzne transkripcije – pojavljuje se nova DNK na bazi ribonukleinske kiseline koja se ugrađuje u stanice, osiguravajući postojanje i reprodukciju virusa. U drugom slučaju, na primljenoj RNA nastaje komplementarna RNA. Virusi su proteini, vitalna aktivnost i reprodukcija odvijaju se bez DNK, ali samo na temelju informacija sadržanih u RNA virusa.

Replikacija

Kako bi se poboljšalo opće razumijevanje, potrebno je razmotriti proces replikacije koji rezultira pojavom dvije identične molekule nukleinske kiseline. Tako počinje dioba stanica.

Uključuje DNA polimeraze, DNK ovisne, RNA polimeraze i DNA ligaze.

Proces replikacije sastoji se od sljedećih koraka:

  • despiralizacija - dolazi do uzastopnog odmotavanja DNK majke, koja hvata cijelu molekulu;
  • prekid vodikovih veza, u kojem se lanci razilaze i pojavljuje se replikativna vilica;
  • prilagodba dNTP-a na oslobođene baze matičnih lanaca;
  • cijepanje pirofosfata od dNTP molekula i stvaranje fosforodiesterskih veza zbog oslobođene energije;
  • disanje.

Nakon formiranja kćerke molekule dijeli se jezgra, citoplazma i ostalo. Tako nastaju dvije stanice kćeri koje su u potpunosti primile sve genetske informacije.

Osim toga, kodirana je primarna struktura proteina koji se sintetiziraju u stanici. DNK u ovom procesu sudjeluje neizravno, a ne izravno, što se sastoji u činjenici da se na DNK odvija sinteza proteina uključenih u stvaranje RNA. Taj se proces naziva transkripcija.

Transkripcija

Sinteza svih molekula događa se tijekom transkripcije, odnosno prepisivanja genetske informacije iz specifičnog DNA operona. Proces je u nekim aspektima sličan replikaciji, dok se u drugim bitno razlikuje od njega.

Sličnosti su sljedeći dijelovi:

  • počinje despiralizacijom DNK;
  • dolazi do pucanja vodikovih veza između baza lanaca;
  • NTF-ovi su im komplementarni;
  • nastaju vodikove veze.

Razlike od replikacije:

  • tijekom transkripcije odmotava se samo dio DNK koji odgovara transkriptonu, dok se tijekom replikacije odmotava cijela molekula;
  • tijekom transkripcije, NTF-ovi za podešavanje sadrže ribozu, a umjesto timina, uracil;
  • informacije se otpisuju samo s određenog područja;
  • nakon formiranja molekule, vodikove veze i sintetizirani lanac se prekidaju, a lanac klizi s DNA.

Za normalno funkcioniranje, primarna struktura RNA trebala bi se sastojati samo od DNK regija otpisanih od egzona.

Novonastala RNA započinje proces sazrijevanja. Tiha područja su izrezana, a informativna su prošivena, tvoreći polinukleotidni lanac. Nadalje, svaka vrsta ima transformacije svojstvene samo njoj.

U i-RNA dolazi do vezivanja za početni kraj. Poliadenilat je vezan za konačno mjesto.

U t-RNA baze su modificirane, tvoreći manje vrste.

U r-RNA pojedinačne baze su također metilirane.

Štiti od uništenja i poboljšati transport proteina u citoplazmu. Na njih se veže RNA u zrelom stanju.

Vrijednost deoksiribonukleinske i ribonukleinske kiseline

Nukleinske kiseline su od velike važnosti u životu organizama. Oni pohranjuju, prenose u citoplazmu i naslijeđuju informacije o proteinima sintetiziranim u svakoj stanici u stanice kćeri. Prisutni su u svim živim organizmima, stabilnost ovih kiselina igra bitnu ulogu za normalno funkcioniranje i stanica i cijelog organizma. Svaka promjena u njihovoj strukturi dovest će do staničnih promjena.