Khimichna Budova RNA. Buduća i slična organizacija RNA

Vidi RNA

Molekule RNK na vrhu DNK imaju jednolančane strukture. Struktura RNK je slična DNK: baza se sastoji od šećerno-fosfatnog spoja, kojemu je dodana dušična baza.

Mali 5.16. Budova DNK i RNK

Svojstva kemijske tvari su ista: deoksiriboza, koja je prisutna u DNK, zamijenjena je molekulom riboze, a predstavljena je drugim pirimidinom - uracilom (Slika 5.16, 5.18).

Ovisno o funkciji, molekule RNA dijele se u tri glavne vrste: informaciju, bilo matričnu (mRNA), transportnu (tRNA) ili ribosomsku (rRNA).

Jezgra eukariotskih stanica sadrži RNK četvrtog tipa - heterogena nuklearna RNA (hnRNA), koji je točna kopija DNK.

Funkcije RNA

mRNA prenosi informacije o strukturi proteina od DNK do ribosoma (odnosno matrice za sintezu proteina;

tRNA prenose aminokiseline do ribosoma, a specifičnost takvog prijenosa osigurava činjenica da postoji 20 vrsta tRNA, slično 20 aminokiselina (Slika 5.17);

rRNA stvara ribosom u kompleksu s proteinima, koji inicira sintezu proteina;

hnRNA je egzaktni DNA transkript koji se uz specifične promjene pretvara (sazrijeva) u zrelu mRNA.

Molekule RNA su puno manje od molekula DNA. Najkraća je tRNA, koja se sastoji od 75 nukleotida.

Mali 5.17. Budova prijenosna RNA

Mali 5.18. DNA i RNA sekvenca

Suchasni stavlyanya prije Budov gen. Intron-egzonska struktura u eukariota

Elementarna jedinica recesije je gen. Izraz "gen" skovan je 1909. W. Johansen za identifikaciju materijalne jedinice propadanja koju je vidio R. Mendel.

Nakon rada američkih genetičara J. Beadlea i E. Tatuma, genomom se počeo nazivati ​​dio molekule DNA koji kodira sintezu jednog proteina.

Na temelju novijih saznanja, gen se promatra kao dio molekule DNA koji je karakteriziran specifičnim slijedom nukleotida, koji ukazuje na slijed aminokiselina polipeptida određenog proteina ili slijed nukleotida Postoje funkcionalne molekule RNA (tRNA , rRNA).

Izuzetno kratak slijed kodiranja osnova (exoni) crtajte po njima dugo vremena, kako ne biste kodirali. elektroni, kako se pojavljuju ( spajanje) tijekom procesa sazrijevanja iRNA ( obrada) i ne sudjeluju u procesu emitiranja (Slika 5.19).

Veličina ljudskih gena može varirati od nekoliko desetaka parova nukleotida (bp) do tisuća pa čak i milijuna bp. Dakle, najmanji poznati gen obuhvaća samo 21 bp, a jedan od najvećih gena obuhvaća preko 2,6 milijuna bp.

Mali 5.19. Budova DNK eukariota

Nakon što je transkripcija završena, sve vrste RNA prepoznaju zrelu RNA. obrada.Vin reprezentacije spajanje- Ovo je proces uklanjanja dijelova molekule RNK, sličan introničkim sekvencama DNK. Tada zrela mRNA ulazi u citoplazmu i postaje matrica za sintezu proteina. prijenos informacija o strukturi proteina s DNA na ribosome (Slika 5.19, 5.20).

Redoslijed nukleotida u rRNA sličan je u svim organizmima. Sva se rRNA nalazi u citoplazmi, gdje sastavlja složeni kompleks proteina koji tvori ribosom.

Na ribosomima se prenose informacije šifrirane u strukturi mRNA ( emitirati) u slijedu aminokiselina, dakle. Dolazi do sinteze proteina.

Mali 5.20. Spajanje

5.6. Praktičan dizajn

Vikonati samostalni posjed. Ispunite tablicu 5.1. Izjednačite Budovu, snagu i funkcije DNA i RNA

Tablica 5.1.

DNA i RNA sekvenca

Prehrana za tijesto

1. Molekula RNA sadrži dušične baze:

2. ATP molekula:

a) adenin, deoksiriboza i tri viška fosforne kiseline

b) adenin, riboza i tri viška fosforne kiseline

c) adenozin, riboza i tri viška fosforne kiseline

d) adenozin, deoksiriboza i tri viška fosforne kiseline.

3. Očuvanje fluidnosti u tkivu su molekule DNA, jer su informacije o njima kodirane u njima.

a) skladište polisaharida

b) struktura lipidnih molekula

c) primarna struktura proteinskih molekula

d) Budova aminokiseline

4. Provedba grčevitih informacija preuzima dio molekula nukleinske kiseline, osiguravajući

a) sinteza ugljikohidrata

b) oksidacija proteina

c) oksidacija ugljikohidrata

d) sinteza proteina

5. Uz pomoć molekula mRNA dolazi do prijenosa burst informacija

a) od jezgre do mitohondrija

b) od jednog klijenta do drugog

c) od jezgre do ribosoma

d) od očeva do potomaka

6. Molekule DNA

a) prenijeti informaciju o proteinu na ribosome

b) prenijeti informaciju o proteinu u citoplazmu

c) predaju aminokiseline ribosomima

d) nadomjestiti podatke koji nedostaju o primarnoj strukturi proteina

7. Ribonukleinske kiseline u stanicama sudjeluju u

a) spremanje informacija o padu

b) regulacija metabolizma masti

c) sadržano u ugljikohidratima

d) biosinteza proteina

8. Koja se vrsta nukleinske kiseline može pojaviti kao dvostruka molekula

9. Ovaj protein nastaje iz molekule DNA

a) mikrotubula

b) plazma membrana

c) jezgra

d) kromosom

10. Formiranje znaka organizma koji se sprema u molekule

b) bjelančevine

11. Molekule DNA mogu se stvoriti uz molekule proteina

a) zatvoriti spiralu

b) uspostaviti tercijarnu strukturu

c) ratovati sam sa sobom

d) poboljšati kvartarnu strukturu

12. Vlasnu ima DNK

a) Golgijev kompleks

b) lizosom

c) endoplazmatska membrana

d) mitohondrije

13. Spadkovljeve informacije o znakovima tijela koncentrirane su u molekulama

c) bjelančevine

d) polisaharidi

14. Molekule DNA materijalna su osnova kompaktnosti, jer su u njima kodirane informacije o strukturi molekula

a) polisaharidi

b) bjelančevine

c) lipidi

d) aminokiseline

15. Polinukleotidne niti u molekuli DNA povezane su zajedno kako bi se osigurale međusobne veze

a) komplementarne dušične baze

b) višak fosforne kiseline

c) aminokiseline

d) u ugljikohidratima

16. Nastaje jedna molekula nukleinske kiseline u kombinaciji s proteinima

a) kloroplast

b) kromosom

d) mitohondrije

17. Aminokiselina kože u klinitinu je kodirana

a) jedna trojka

b) hrpa trojki

c) jedan ili više dekalnih trojki

d) jedan nukleotid

18. Predvodnici moći DNK molekula stvaraju sebi slične

a) formira se prilagodba tijela na dovkill

b) kod jedinki vrste postoje modifikacije

c) pojavljuju se nove kombinacije gena

d) dolazi do prijenosa burst informacija od majke do kćeri

19. Molekula kože je šifrirana nizom od tri nukleotida

a) aminokiseline

b) glukoza

c) škrob

d) glicerin

20. Gdje se u stanici nalaze molekule DNA

a) U jezgri, mitohondrijima i plastidima

b) U ribosomima i Golgijevim kompleksima

c) Na citoplazmatskoj membrani

d) U lizosomima, ribosomima, vakuolama

21. Stanice imaju tRNA

a) sprema podatke za hitne slučajeve

b) replicira se na mRNA

c) osigurava replikaciju DNA

d) prijenos aminokiselina u ribosome

22. RNK molekula s dušikovim bazama:

a) adenin, gvanin, uracil, citozin

b) citozin, gvanin, adenin, timin

c) timin, uracil, adenin, gvanin

d) adenin, uracil, timin, citozin.

23. Monomeri molekula nukleinskih kiselina:

a) nukleozidi

b) nukleotidi

c) polinukleotidi

d) dušične baze.

24. Pohranjivanje monomera molekula DNA i RNA dijeli se na jednu vrstu:

a) tsukru

b) dušične baze

c) šećer i dušične baze

d) šećer, dušične baze i višak fosforne kiseline.

25. Klitina se osvećuje DNK od:

b) jezgre i citoplazme

c) jezgre, citoplazme i mitohondrija

d) jezgre, mitohondrije i kloroplaste.

Prije nukleinske kiseline Sadrže visokopolimerne spojeve koji se tijekom hidrolize raspadaju na purinske i pirimidinske baze, pentozu i fosfornu kiselinu. Nukleinske kiseline kombiniraju ugljik, vodu, fosfor, kiselost i dušik. Postoje dvije klase nukleinskih kiselina: ribonukleinske kiseline (RNA)і Dezoksiribonukleinske kiseline (DNK).

Koje su funkcije DNK?

DNK- Polimer, čiji su monomeri deoksiribonukleotidi. Model prostrane molekule DNK s naizgled podzemnom spiralom stvoren je 1953. godine. J. Watsona i F. Cricka (za ovaj model korišten je rad M. Wilkinsa, R. Franklina i E. Chargaffa).

molekula DNA građen je od dva polinukleotidna lanca, spiralno uvijena istodobno duž očite osi, zatim. je dvostruka spirala (greška je u tome što DNA virusi stvaraju monolantnu DNA). Promjer lanca DNA je 2 nm, razmak između nukleotida je 0,34 nm, po zavoju spirale ima 10 parova nukleotida. Duljina molekule može doseći nekoliko centimetara. Molekularna para - deseci i stotine milijuna. Ukupna količina DNA u jezgri ljudske stanice je oko 2 m. U eukariotskim stanicama DNA tvori komplekse s proteinima i ima specifičnu prostornu konformaciju.

DNA monomer - nukleotid (dezoksiribonukleotid)— sastoji se od suviška triju tvari: 1) dušične baze, 2) pentaugljičnog monosaharida (pentoze) i 3) fosforne kiseline. Sadržaj dušika u nukleinskim kiselinama klasificira se u klase pirimidina i purina. DNA pirimidinske baze(jedan prsten visi oko skladišta njegovih molekula) - timin, citozin. Purinske baze(dva prstena se njišu) - adenin i gvanin.

Monosaharid nukleotida DNA predstavljen deoksiribozom.

Naziv nukleotida sličan je nazivu podbaze. Nukleotide i dušične baze označavaju veliki pisci.

Polinukleotidno koplje nastaje kao rezultat reakcije kondenzacije nukleotida. Kada postoji višak deoksiriboze za jedan nukleotid između 3"-ugljika i višak fosforne kiseline za drugi, fosfoesterska veza(spadaju u kategoriju mikrokovalentnih veza). Jedan kraj polinukleotidnog koplja završava 5"-parom (naziva se 5"-kraj), drugi - 3"-parom (3"-kraj).

Nasuprot jednom koplju nukleotida raste drugo koplje. Otapanje nukleotida u ova dva koplja nije ravnomjerno, ali je vrlo značajno: protiv adenina jednog koplja, u drugom koplju uvijek se otapa timin, a protiv gvanina citozin, između adenina i timina nastaju dvije vode bez -veze između guanina i citozina - tri vodene veze 'jezika. Uzorak u kojem su nukleotidi različitih DNA lanaca strogo poredani (adenin – timin, guanin – citozin) i vibrirajuće se spajaju jedan s drugim naziva se načelo komplementarnosti. Treba napomenuti da su J. Watson i F. Crick shvatili princip komplementarnosti nakon što su upoznali robote E. Chargaffa. E. Chargaff, proučavajući veliki broj tkiva i organa raznih organizama, otkrio je da je u bilo kojem fragmentu DNK, umjesto viška guanina, uvijek točno kao citozin, a adenin - timin ( "Chargafovo pravilo"), ali tu činjenicu nisam mogao objasniti.

Prema principu komplementarnosti slijedi da slijed nukleotida jednog koplja znači slijed nukleotida drugog.

Koplja DNA su antiparalelna (različito ispravljena), dakle. Nukleotidi različitih koplja sijeku se u proksimalnim ravnim linijama, pa se, naprotiv, 3" kraj jednog koplja nalazi na 5" kraju drugog. Molekula DNA je poravnata vijčanim spojevima. "Ograda" ovih okupljanja je šećerno-fosfatna četka (viškovi deoksiriboze i fosforne kiseline koji se miješaju); "Skhidtsi" - komplementarne dušične baze.

Funkcija DNA- Očuvati prijenos informacija o recesiji.

replikacija DNK

- Proces samopodjarmljivanja, glavna snaga molekule DNK. Replikacija se klasificira kao reakcija sinteze matriksa, koja uključuje enzime. Pod djelovanjem enzima molekula DNA se odmotava, au kožici koja ima ulogu matrice nastaje novo koplje na principima komplementarnosti i antiparalelnosti. Dakle, u DNK kćeri kože, jedna noga je majčina, a druga je novo sintetizirana. Ova metoda sinteze naziva se konzervativnom.

“Ultimativni materijal” i izvor energije za replikaciju deoksiribonukleozid trifosfat(ATP, TTP, GTP, CTP) za uklanjanje tri viška fosforne kiseline. Kada se deoksiribonukleozid trifosfati uključe u polinukleotidne koplje, dva terminalna viška fosforne kiseline se cijepaju, a energija koja je oslobođena koristi se za stvaranje fosfodiesterske veze između nukleotida.

U replikaciji sudjeluju sljedeći enzimi:

1. helikaze ("cijepanje" DNA);
2. destabilizirajuće bjelančevine;
3. DNA topoizomeraze (rezana DNA);
4. DNA polimeraze (selektiraju deoksiribonukleozid trifosfate i komplementarno ih dodaju u DNA matricu);
5. RNA primes (pojačati RNA početnice, početnice);
6. DNA ligaze (međusobno povezuju fragmente DNA).

Uz pomoć helikaze, fragmenti DNK se razmrsavaju u pojedinačnim segmentima DNK, jednotračni segmenti DNK vežu se na destabilizirajuće proteine ​​i stvaraju replikacijska vilica. Kada je udaljeno 10 parova nukleotida (jedan zavoj spirale), molekula DNK mora formirati drugi omotač oko osi. Kako bi se izbjeglo omotavanje, DNK topoizomeraza reže jedan lanac DNK tako da se može omotati oko drugog lanca.

DNA polimeraza može dodati nukleotid tijela 3"-dezoksiriboznom ostatku vodećeg nukleotida, što omogućuje stvorenom enzimu prijenos uzorka DNA tijela u jednom smjeru: od 3"-kraja do 5"-kraja Od ostalih koplja presavijenih kćeri Polinukleotidne koplje nalaze se na različite načine iu najdužim smjerovima. vodeći. Na lanceti 5"-3" - vrlo često, u fragmentima ( Kozaki fragmenti), koji se nakon završetka replikacije DNA ligazama spajaju u jednu lancetu; ova kći lance se zove post mortem (dižući se).

Posebnost DNA polimeraze je da može započeti svoj rad tek s "sjemenke" (početnica). Uloga "primera" sastoji se od kratkih RNA sekvenci koje stvara enzim RNA primese i uparuje s predloškom DNA. RNA početnice se uklanjaju nakon što je dovršeno sklapanje polinukleotidnih koplja.

Replikacija se odvija slično kao kod prokariota i eukariota. Brzina sinteze DNA u prokariota je za red veličine veća (1000 nukleotida u sekundi), manja u eukariota (100 nukleotida u sekundi). Replikacija počinje istodobno u nekoliko dijelova molekule DNA. Fragment DNK s jedne točke na replikacijskom uhu do druge stvara replikacijsku jedinicu. replikon.

Replikacija se događa prije stanične diobe. Jednom kada je ova DNK prisutna, prijenos genetskih informacija s majke na stanice kćeri je olakšan.

Popravak ("popravak")

Popravka Proces uklanjanja promjene nukleotidnog slijeda DNA naziva se. Djeluje s posebnim enzimskim sustavima klinitina ( popravljaju enzime). U procesu ažuriranja strukture DNA mogu se uočiti sljedeće faze: 1) nukleaze koje popravljaju DNA prepoznaju i uklanjaju oštećeno područje, uslijed čega nastaje prekid u fuziji DNA; 2) DNA polimeraza popunjava ovu prazninu, kopira informacije od drugog ("dobrog") Lancera; 3) DNA ligaza "šije" nukleotide, dovršavajući popravak.

Tri su najčešće korištena mehanizma reparacije: 1) fotoreparacija, 2) ekscizijska ili predreplikacijska reparacija, 3) postreplikativna reparacija.

Promjene u strukturi DNK u stanicama se postupno događaju pod utjecajem metabolita koji proizvode reakciju, izloženosti ultraljubičastom zračenju, važnih metala i njihovih soli itd. Stoga defekti u sustavima popravka potiču brzinu mutacijskih procesa i uzrokuju kongestivna oboljenja (xeroderma pigmentosum, progeria, itd.).

Koje su funkcije RNK?

- polimer, koji uključuje monomere ribonukleotid. Za razliku od DNK, RNK ne stvaraju dva, već jedan polinukleotidni lanac (to je zato što RNK virusi stvaraju dvostruku RNK). RNA nukleotidi stvaraju vodene veze između sebe. Duljine RNA znatno su kraće od duljina DNA.

RNA monomer - nukleotid (ribonukleotid)— sastoji se od suviška triju tvari: 1) dušične baze, 2) pentaugljičnog monosaharida (pentoze) i 3) fosforne kiseline. Dušikove baze RNA također se mogu klasificirati u klase pirimidina i purina.

Pirimidinske baze RNK su uracil, citozin, purinske baze su adenin i gvanin. Monosaharid nukleotida RNA predstavljenog ribozom.

Vidjeti tri tipa RNA: 1) informacija(Matrix) RNA - iRNA (mRNA), 2) prijevoz RNA - tRNA, 3) ribosomski RNA - rRNA.

Sve vrste RNA sadrže intaktne polinukleotide, imaju specifičnu prostornu konformaciju i sudjeluju u procesima sinteze proteina. Podaci o podrijetlu svih vrsta RNK pohranjeni su u DNK. Proces sinteze RNK na šabloni DNK naziva se transkripcija.

Prijenosna RNA mjesto 76 (od 75 do 95) nukleotida; molekularna težina - 25 000-30 000. Dio tRNA čini oko 10% ukupnog sadržaja RNA u stanicama. Funkcije tRNA: 1) transport aminokiselina do mjesta sinteze proteina, do ribosoma, 2) posrednik u translaciji. Postoji otprilike 40 vrsta tRNA u stanicama, od kojih je svaka karakterizirana jedinstvenim nizom nukleotida. Međutim, sve tRNA imaju brojne intramolekularne komplementarne dijelove, kroz koje tRNA razvijaju konformacije koje nalikuju obliku stabilnog lista. Ili tRNA ima petlju za kontakt s ribosomom (1), petlju antikodona (2), petlju za kontakt s enzimom (3), akceptorsko stablo (4), antikodon (5). Aminokiselina se dodaje na 3" kraj akceptorskog stabla. Antikodon- Tri nukleotida koji "prepoznaju" iRNA kodon. Moguće je primijetiti da specifična tRNA može transportirati aminokiselinu sličnu antikodonu. Specifičnost aminokiseline i tRNA kontrolira enzim aminoacil-tRNA sintetaza.

Ribosomska RNA mjesto 3000-5000 nukleotida; molekularna težina - 1000000-1500000. Dio rRNA čini 80-85% ukupnog sadržaja RNA u stanicama. U kompleksu s ribosomskim proteinima, rRNA stabilizira ribosome - organele koji doprinose sintezi proteina. U eukariotskim stanicama sinteza rRNA odvija se u jezgri. Funkcije rRNA: 1) bitna strukturna komponenta ribosoma i na taj način osigurava funkcioniranje ribosoma; 2) osiguravanje interakcije između ribosoma i tRNA; 3) vezanje klipa na ribosom i kodon inicijatora iRNA i naznačeni okvir za čitanje; 4) formiranje aktivnog centra ribosoma.

Glasničke RNA Razne vrste umjesto nukleotida i molekulske težine (od 50.000 do 4.000.000). Prije iRNA pada do 5% ukupnog sadržaja RNA u klinini. Funkcije iRNA: 1) prijenos genetske informacije s DNA na ribosome; 2) matrica za sintezu proteinskih molekula; 3) identifikacija sekvence aminokiselina primarne strukture proteinske molekule.

Koje su funkcije ATP-a?

Adenozin trifosforna kiselina (ATP)- Univerzalna jezgra i glavni akumulator energije u živim stanicama. ATP je prisutan u svim stanicama biljaka i životinja. Prosječan sadržaj ATP-a je 0,04% (u sirovom celulitu), najveći sadržaj ATP-a (0,2-0,5%) nalazi se u mesu kostura.

ATP se sastoji od viška: 1) dušične baze (adenina); 2) monosaharid (riboza); 3) triofosforne kiseline. ATP fragmenti se miješaju ne s jednom, već s tri viška fosforne kiseline, koje se prenose u ribonukleozidne trifosfate.

Većina vrsta rada, kao što je rad u stanicama, oslanja se na energiju iz hidrolize ATP-a. U ovom slučaju, kada se terminalni višak fosforne kiseline podijeli, ATP se pretvara u ADP (adenozin difosforna kiselina), kada se drugi višak fosforne kiseline podijeli u AMP (adenozin monofosforna kiselina). Izlaz slobodne energije kada se terminal i drugi višak fosforne kiseline odvoje postaje 30,6 kJ. Eliminacija treće fosfatne skupine popraćena je količinama većim od 13,8 kJ. Veze između krajnjeg i drugog, drugog i prvog suviška fosforne kiseline nazivaju se makroergičke (visokoenergetske).

Rezerve ATP-a postupno će se obnavljati. U stanicama svih organizama, sinteza ATP-a nastaje kroz proces fosforilacije. dodavanje fosforne kiseline na ADP. Fosforilacija se javlja različitim intenzitetom tijekom metabolizma (mitohondriji), glikolize (citoplazma), fotosinteze (kloroplastika).

ATP je glavna poveznica između procesa koji su popraćeni prizorima i akumuliranom energijom te procesa koji nastaju rasipanjem energije. Krimtsy, ATP, zajedno s drugim ribonukleozid trifosfatima (GTP, CTP, UTP), je supstrat za sintezu RNA.

Ići predavanja br.3“Koje su funkcije proteina. Fermenti"

Ići predavanja br.5„Klitinova teorija. Vrste stanične organizacije"

Primijeni na nukleinske kiseline. Polimerne molekule RNK mnogo su manje od molekula DNK. Međutim, ovisno o vrsti RNA, broj nukleotidnih monomera koji dolaze prije njih varira.

Nukleotid RNA sadrži ribozu, a dušičnu bazu adenit, gvanin, uracil i citozin. Uracil, iza svakodnevnog života i kemijskih autoriteta, blizak je timinu, koji je bitan za DNK. Zrele molekule RNA imaju mnogo modificiranih dušičnih podstruktura; u stvarnosti, različite vrste imaju više dušičnih supstituenata u svojim pohranama RNA.

Riboza, umjesto deoksiriboze, sadrži dodatnu -OH skupinu (hidroksil). Ovaj raspored omogućuje RNA da lakše uđe u kemijske reakcije.

Glavna funkcija RNA u stanicama živih organizama može se nazvati implementacija genetskih informacija. U svakoj vrsti ribonukleinske kiseline genetski kod se očitava (transkribira) iz DNA, nakon čega se na njegovoj osnovi sintetiziraju polipeptidi (translacija). Offe, Yakshcho DNK prolazi do zbergannya taj prijenos Gorolinnya do Generative INformation (Osnove procesa - Replicat), zatim RNA Realformation (proces je transkripcija). Kod Tsom transkripcije, DNK je u procesu procesa do hedesa nukleinskih kiselina, zoološki vrtovi mogu reći zoološki vrtovi, í DNK vidpovída za realizaciju genetskog formata.

Nakon detaljnijeg ispitivanja, funkcije RNA su mnogo raznolikije. Brojne molekule RNA obavljaju strukturne, katalitičke i druge funkcije.

Navodno je to naziv hipoteze o RNK svjetlosti, prema kojoj su u živoj prirodi samo molekule RNK imale ulogu genetske informacije, u kojoj su druge molekule RNK katalizirale razne reakcije. Ovu hipotezu potvrđuju mali tragovi moguće evolucije RNK. To ukazuje da brojni virusi, poput nukleinskih kiselina koje čuvaju genetske informacije, uništavaju molekulu RNK.

Prema hipotezi RNA-svjetlost, DNK se pojavila kasnije u procesu prirodne selekcije kao stabilnija molekula, važna za očuvanje genetske informacije.

Postoje tri glavne vrste RNA (uključujući i druge): predložak (ovo je informacija), ribosomski i transportni. Nazivi uključuju iRNA (ili mRNA), rRNA i tRNA.

informacijska RNA (iRNA)

Većina RNK se sintetizira iz DNK tijekom procesa transkripcije. Međutim, transkripcija se često smatra sintezom glasničke RNA (mRNA). To je zbog činjenice da slijed nukleotida iRNA može lako odrediti slijed aminokiselina proteina koji se sintetizira tijekom procesa translacije.

Prije transkripcije, DNA lanci se razmršavaju, a na jednom od njih, nakon dodatnog proteinsko-enzimskog kompleksa, sintetizira se RNA po principu komplementarnosti, baš kao i tijekom replikacije DNA. Baš nasuprot DNA adenina molekuli RNA, dodan je nukleotid koji zamjenjuje uracil, a ne timin.

Zapravo, informacijska RNA, koja je prekursor - pre-mRNA, nije spremna za sintezu na DNA. Prekursor za postavljanje sekvenci nukleotida koji ne kodiraju proteine ​​i koji su, nakon sinteze pre-irRNA, posredovani malim nuklearnim i nuklearnim RNA (dodatni tipovi RNA). Ove parcele koje se uklanjaju tzv elektroni. Dijelovi iRNA koji se gube nazivaju se egzoni. Nakon što su introni uklonjeni, egzoni se spajaju zajedno. Proces uklanjanja introna i spajanja egzona naziva se spajanje. Ono što život čini kompliciranijim je to što se elektroni mogu modificirati na različite načine, što rezultira različitim gotovim mRNA koje će služiti kao predlošci za različite proteine. Na taj način jedan gen DNK može igrati ulogu više gena.

Treba napomenuti da spajanje nije uočeno u prokariotskim organizmima. Nakon njegove sinteze na DNA, njegova mRNA je spremna za translaciju. Ispada da dok se kraj molekule iRNA još uvijek transkribira, ribosomi već sjede na njemu, koji sintetiziraju protein.

Nakon što pre-mRNA sazrije u informacijsku RNA i postane jezgra, ona postaje matrica za sintezu polipeptida. U ovom slučaju, ribosomi su "pričvršćeni" na njega (ne samo na ovaj ili onaj način). Koža sintetizira vlastitu kopiju proteina, tj. jedna molekula RNA može se sintetizirati u isto vrijeme kao i niz novih molekula proteina (koža će očito proći vlastitu fazu sinteze).

Ribosom, prolazeći od jezgre mRNA do njezina kraja, čita tri nukleotida (iako sadrži šest, odnosno dva kodona) i dodaje sličnu prijenosnu RNA (koja nosi antikodon koji odgovara kodonu), sve dok ne dođe do bitnog amino kiselina. Nakon toga, iza aktivnog središta ribosoma, dio polipeptida koji je prethodno sintetiziran, povezan s prednjom tRNA, kao da se "prebacuje" (stvara se peptidna veza) na aminokiselinu, vezanu za tRNA, koja je Upravo je stigao. Na taj se način proteinska molekula postupno povećava.

Kada molekula messenger RNA postane nepotrebna, stanica je uništena.

prijenosna RNA (tRNA)

Transfer RNA je mala (iza svijeta polimera) molekula (broj nukleotida varira, u prosjeku oko 80), u drugoj strukturi ima oblik konjskog lista, u trećoj je slična slovu G.

Funkcija tRNA je da sebi doda aminokiselinu koja odgovara njenom antikodonu. Zatim se povezuje s ribosomom koji se nalazi na antikodonu mRNA kodona i "prenosi" istu aminokiselinu. Općenito, možemo reći da transportna RNA nosi (ili transportira) aminokiseline do mjesta sinteze proteina.

Živa priroda Zemlje sadrži samo 20-ak aminokiselina za sintezu raznih proteinskih molekula (zapravo, aminokiselina ima mnogo više). Ako fragmenti, slično genetskom kodu, imaju više od 60 kodona, tada aminokiselina kože može sadržavati nekoliko kodona (neki više, neki manje). Dakle, postoji više od 20 različitih vrsta tRNA, s kojima različite transportne RNA nose različite aminokiseline. (Ovdje nije tako jednostavno.)

Ribosomska RNA (rRNA)

Ribosomska RNA se često naziva i ribosomska RNA. Sve isto.

Ribosomska RNA čini približno 80% ukupne stanične RNA, fragmenti su dio ribosomskog skladišta, kojih stanice imaju mali broj.

U ribosomima, rRNA fiksira komplekse s proteinima i obavlja strukturne i katalitičke funkcije.

Ribosom sadrži niz različitih molekula rRNA, koje su međusobno podijeljene kao rezultat Lanzuga, sekundarne i tercijarne strukture, koje su određene funkcijom. Ova opća funkcija je provedba procesa prevođenja. U ovom slučaju, molekule rRNA čitaju informacije iz iRNA i kataliziraju stvaranje peptidnih veza između aminokiselina.

RNA sastavljen od nukleotida, koji uključuju tsukor - ribozu, fosfat i jednu od dušičnih baza (adenin, uracil, gvanin, citozin). Stvara primarne, sekundarne i tercijarne strukture slične onima u DNK. Informacije o redoslijedu proteinskih aminokiselina nalaze se u messenger RNA (irna, mRNA). Tri uzastopna nukleotida (kodon) predstavljaju istu aminokiselinu. U eukariotskim stanicama, pre-mRNA ili pre-mRNA se procesira kroz zrelu mRNA. Obrada uključuje uklanjanje nekodirajućih proteinskih sekvenci (introna). Nakon toga, mRNA se izvozi iz jezgre u citoplazmu, gdje je preuzimaju ribosomi, koji prevode mRNA uz aminokiseline tRNA. Transport (tRNA)- male, sastavljene od približno 80 nukleotida, molekule s konzervativnom tercijarnom strukturom. Oni prenose specifične aminokiseline na mjestu sinteze peptida u ribosomu. TRNA kože se koristi za dodavanje aminokiselina i antikodona za prepoznavanje i dodavanje mRNA kodona. Antikodon se veže na kodon, koji tRNA postavlja na mjesto koje veže peptidno vezivo između preostale aminokiseline peptida i aminokiseline vezane na tRNA. Ribosomska RNA (rRNA) - katalitičko skladištenje ribosoma. Eukariotski ribosomi sadrže četiri vrste molekula rRNA: 18S, 5.8S, 28S i 5S. U jezgri se sintetiziraju tri četiri vrste rRNA. U citoplazmi se ribosomska RNA spaja s ribosomskim proteinima u nukleoprotein koji se naziva ribosom. Ribosom se veže za mRNA i sintetizira protein. rRNA postaje do 80% RNA koja se nalazi u citoplazmi eukariotskih stanica.

Funkcije: izgradnja do samostvaranja, održavanje vaše organizacije stabilnom, izgradnja promjena i njihovo stvaranje.

10. Struktura i snaga genetskog koda

Genetski kod - Pjevajući skup i redoslijed raspodjele aminokiselina u peptidnim kopljima. Otprilike 20 različitih aminokiselina identificirano je u različitim proteinima koji se nalaze u prirodi. Za njihovu enkripciju može se osigurati dovoljan broj nukleotida trostruki kod, U kojoj je aminokiselina šifrirana s tri nukleotida, postoji 4 3 = 64 tripleta stvorenih sa samo 4 nukleotida. Od 64 moguća tripleta DNA, 61 kodira različite aminokiseline; Reshta 3 je odbacio naziv glupih, odnosno "bezveznih trojki". Oni ne šifriraju aminokiseline i koriste funkciju razdjelnih oznaka prilikom čitanja informacija o razmacima. Ispred njih su ATT, ACT, ATC.

Moć genetskog koda: virilnost - Arogancija koda je očigledna, puno aminokiselina je šifrirano u nekoliko tripleta. Ova moć je još važnija, budući da promjene u strukturi molekule DNA, kao što je zamjena jednog nukleotida u polinukleotidnom lankusu, ne moraju promijeniti trostruki smisao. Nova kombinacija tri nukleotida, koja je jedinstvena, kodira istu aminokiselinu. Specifičnosti - kozhen triplet kodira samo jednu aminokiselinu. Svestranost - Prividna sličnost koda u različitim vrstama živih organizama potvrđuje ujednačenost sve raznolikosti živih oblika Zemlje u procesu biološke evolucije. Bez prekida і nepreklapanje kodona pri čitanju – Niz nukleotida broji se triplet po triplet bez preklapanja; tada se kod svojih susjeda tripleti međusobno ne preklapaju. Svaki nukleotid mora biti uključen u više od jednog tripleta kada je naveden okvir čitanja. Dokaz neprekinutosti genetskog koda je zamjena samo jedne aminokiseline u peptidu pri zamjeni jednog nukleotida u DNK.

Različite vrste DNA i RNA - nukleinske kiseline - jedan su od predmeta proučavanja molekularne biologije. Jedno od najperspektivnijih područja koje se brzo razvija izravno u ovoj znanosti ostaje istraživanje RNA.

Ukratko o Budova RNA

Također, RNA, ribonukleinska kiselina, je biopolimer, čiju molekulu čine različiti tipovi nukleotida. Nukleotid kože u cijelosti je sastavljen od dušikovih spojeva (adenin A, gvanin P, uracil U i citozin C) zajedno s ribozom i viškom fosforne kiseline. Fosfatni ostaci, povezani s ribozama nukleotida, "šiju" skladišne ​​blokove RNA u makromolekuli - polinukleotidu. Tako se uspostavlja izvorna struktura RNK.

Sekundarna struktura - tvorba goveđe veze - uspostavlja se na nekoliko dijelova molekule prema principu komplementarnosti dušičnih baza: adenin stvara par s uracilom za potporu goveđe veze, a guanin s citozinom - trostruki veza vode.

U svom radnom obliku molekula RNK ima i tercijarnu strukturu – poseban prostor, konformaciju.

sinteza RNA

Sve vrste RNK sintetiziraju se pomoću enzima RNK polimeraze. Može biti osiromašen DNA i RNA, tako da katalizira sintezu i DNA i RNA predloška.

Sinteza osnova na komplementarnosti i antiparalelizmu izravnog čitanja genetskog koda odvija se u nekoliko faza.

RNA polimeraza se odmah prepoznaje i veže za određeni slijed nukleotida na promotoru DNA, nakon čega se spirala DNA odmotava pod malim kutom i počinje savijanje molekule RNA preko jedne strane lanaca, zvanih matrica (drugi lanac DNA naziva se kod - sama kopija ê RNA se sintetizira). Asimetričnost promotora određuje koja će DNA poslužiti kao predložak, čime se omogućuje RNA polimerazi da započne sintezu u ispravnom smjeru.

Ofenzivni stadij naziva se elongacija. Kompleks transkripcije, koji uključuje RNA polimerazu i isprepletenu parcelu s DNA-RNA hibridom, počinje se urušavati. U svijetu ovog kretanja, lanci RNA, koji rastu, progresivno se jačaju, a spirala DNA odmotava se ispred kompleksa i slijedi za njim.

Završna faza sinteze događa se kada RNA polimeraza dosegne poseban dio matrice, koji se naziva terminator. Završetak (završetak) procesa može se postići na različite načine.

Glavne vrste RNA i njihove funkcije u stanicama

Smrdi ovako:

• Matrične informacije (mRNA). Preko njega se događa transkripcija - prijenos genetske informacije iz DNK.
• Ribosom (rRNA), koji osigurava proces translacije - sintezu proteina na mRNA matrici.
• Transport (tRNA). Postoji prepoznavanje i transport aminokiseline do ribosoma, gdje se odvija sinteza proteina, a također sudjeluje u translaciji.
• Mala RNA velika je klasa malih molekula koje obavljaju različite funkcije tijekom procesa transkripcije, sazrijevanja RNA i translacije.
• RNA genomi su sekvence koje kodiraju, koje sadrže genetske informacije u raznim virusima i vironoidima.

Osamdesetih godina prošlog stoljeća otkrivena je katalitička aktivnost RNK. Molekule koje ispoljavaju ovu moć nazivaju se ribozimi. Prirodnih ribozima još uvijek očito nema u izobilju; njihova katalitička aktivnost je niža, manje proteina, proteina u proteinu i također važnih funkcija. Trenutno se uspješno radi na sintezi ribozima, što bi moglo imati i praktično značenje.

Malo je dokaza o različitim tipovima RNA molekula.

Glasnička (informacijska) RNA

Ova se molekula sintetizira preko neupletenog dijela DNK, kopirajući gen na takav način da kodira drugi protein.

RNA eukariotskih stanica, prije svega, vlastita matrica za sintezu proteina, mora sazrijeti kako bi prošla kroz kompleks raznih modifikacija – obrada.

Prvo, još u fazi transkripcije, molekula je podložna zatvaranju: prije kraja dodaje se posebna struktura s jednim ili više modificiranih nukleotida - kapica. Igra ulogu u mnogim kasnijim procesima i promiče stabilnost mRNA. Do kraja primarnog prijepisa dodaje se polje imena (A) tail - niz adenin nukleotida.

Nakon toga, pre-mRNA se može spojiti. Postoji niz molekula koje se ne mogu kodirati - introni, kojih ima u izobilju u DNK eukariota. Zatim se provodi postupak editiranja mRNA, kada se njezino skladište kemijski modificira i metilira, nakon čega se zrela mRNA uklanja iz stanične jezgre.

Ribosomska RNA

Osnova ribosoma je kompleks koji osigurava sintezu proteina, a čine ga dvije duge rRNA, koje stvaraju podjedinice ribosoma. Čini se da je pre-rRNA sintetizirana i zatim podvrgnuta obradi. Velika podjedinica također uključuje rRNA niske molekularne težine, koja se sintetizira iz susjednog gena. Ribosomska RNA ima čvrsto zbijenu tercijarnu strukturu koja služi kao skela za proteine ​​prisutne u ribosomu i obavlja druge funkcije.

U neradnoj fazi odvajaju se podjedinice ribosoma; Kada se započne proces prevođenja, mala podjedinica rRNA spaja se s predloškom RNA, nakon čega dolazi do vanjskog dodavanja ribosomskih elemenata. Kada RNA male podjedinice stupi u interakciju s mRNA, ostatak fragmenta brzo prolazi kroz ribosom (što je ekvivalentno kretanju ribosoma duž mRNA). Velika podjedinica ribosomske RNA je ribozim, koji ima enzimatsku moć. Katalizira stvaranje peptidnih veza između aminokiselina tijekom sinteze proteina.

Treba napomenuti da se najveći dio sve RNK u stanicama nalazi u ribosomskom dijelu – 70-80%. DNA sadrži veliki broj gena koji kodiraju rRNA, što osigurava vrlo intenzivnu transkripciju.

Prijenosna RNA

Ovu molekulu prepoznaje posebna aminokiselina i u kombinaciji s njom prenosi aminokiselinu do ribosoma, gdje služi kao posrednik u procesu prevođenja – sintezi proteina. Prijenos se događa difuzijom u staničnoj citoplazmi.

Novosintetizirane tRNA molekule, kao i druge vrste RNA, podliježu procesuiranju. Zrela tRNA u svom aktivnom obliku ima konformaciju koja podsjeća na stabilan list. Na „peteljku“ lista – akceptorski dio – dodaje se sekvenca CCA s hidroksilnom skupinom koja se veže na aminokiselinu. Postoji antikodonska petlja na protilegalnom kraju "luka" koja se povezuje s komplementarnim kodonom na mRNA. D-petlja služi za vezanje prijenosne RNK na enzim nakon interakcije s aminokiselinom, a T-petlja za vezanje na veliku podjedinicu ribosoma.

Mali RNA

Ove vrste RNA igraju ulogu u staničnim procesima i aktivno su uključene.

Tako, na primjer, male nuklearne RNA u eukariotskim stanicama sudjeluju u spajanju mRNA i, možda, imaju katalitičku moć u vezi s spliceos proteinima. Male nuklearne RNA sudjeluju u procesuiranju ribosomske i prijenosne RNA.

Male interferirajuće mikroRNK najvažniji su elementi sustava za regulaciju ekspresije gena, neophodni za kontrolu strukture i vitalnosti krvi. Ovaj sustav je važan dio imunološke antivirusne stanične linije.

Također postoji klasa malih RNA koje funkcioniraju u kompleksima s Piwi proteinima. Ovi kompleksi igraju važnu ulogu u razvoju stanica zametne linije, u spermatogenezi u asfiksiranim mobilnim genetskim elementima.

RNA genom

Molekula RNA može se kombinirati s genomom većine virusa. Virusni genomi dolaze u različitim tipovima – neki su patuljasti, prstenasti ili linearni. Također, RNA genomi virusa često su segmentirani i općenito kraći od DNA genoma.

Ovo je obitelj virusa, čija je genetska informacija kodirana u RNK nakon zaraze stanice virusom i prepisuje se u DNK, koja se zatim prenosi u genom stanice žrtve. To je ono što nazivaju retrovirusima. Prije njih, za sada, leži virus humane imunodeficijencije.

Značenje istraživanja RNA u suvremenoj znanosti

Budući da je prije bila važna misao o sekundarnoj ulozi RNA, sada je jasno da je ona nužan i najvažniji element unutarnjeg staničnog života. Mnogi procesi od značajnog značaja ne mogu se odvijati bez aktivnog sudjelovanja RNA. Mehanizmi takvih procesa nedavno su postali nepoznati, ali uporaba različitih vrsta RNA i njezine funkcije postupno postaju jasnije i detaljnije.

Nije isključeno da je RNA odigrala veliku ulogu u ranom i ranom životu Zemlje. Rezultati nedavnih studija potvrđuju valjanost ove hipoteze, koja svjedoči o dugogodišnjim bogatim mehanizmima funkcioniranja stanica uz sudjelovanje ovih i drugih vrsta RNA. Na primjer, nedavno otkriven ribopermiter u skladištu mRNA (sustav regulacije aktivnosti gena bez proteina u fazi transkripcije), po mišljenju mnogih prethodnika, u posljednjim danima ere, kada je život bio primitivniji na temelju RNA , bez sudjelovanja DNA i proteina. MikroRNA su također dugotrajna komponenta regulatornog sustava. Strukturne značajke katalitički aktivne rRNA ukazuju na njenu postupnu evoluciju dodavanjem novih fragmenata drevnim protoribosomima.

Detaljno razumijevanje tipova RNA i kako su uključeni u te i druge procese također je važno za teorijska i primijenjena područja medicine.