RNA Chimichnej Budowej. Przyszłość i podobna organizacja RNA

Vidi RNA

Cząsteczki RNA na wierzchu DNA mają strukturę jednoniciową. Struktura RNA jest podobna do DNA: zasadę tworzy związek cukrowo-fosforanowy, do którego dodaje się zasadę azotową.

Mały 5.16. DNA i RNA Budowy

Właściwości substancji chemicznej są takie same: dezoksyryboza obecna w DNA zostaje zastąpiona cząsteczką rybozy i jest reprezentowana przez inną pirymidynę - uracyl (ryc. 5.16, 5.18).

W zależności od funkcji cząsteczki RNA dzielą się na trzy główne typy: informację, macierz (mRNA), transport (tRNA) lub rybosom (rRNA).

Jądro komórek eukariotycznych zawiera RNA czwartego typu - heterogenny jądrowy RNA (hnRNA), która jest dokładną kopią DNA.

Funkcje RNA

mRNA przenosi informację o strukturze białka z DNA do rybosomów (czyli matrycy do syntezy białek;

tRNA przenoszą aminokwasy na rybosomy, a swoistość takiego przeniesienia zapewnia fakt, że istnieje 20 rodzajów tRNA, podobnych do 20 aminokwasów (ryc. 5.17);

rRNA tworzy rybosom w kompleksie z białkami, co inicjuje syntezę białek;

hnRNA to dokładny transkrypt DNA, który po specyficznych zmianach zostaje przekształcony (dojrzewa) w dojrzały mRNA.

Cząsteczki RNA są znacznie mniejsze niż cząsteczki DNA. Najkrótszy jest tRNA, który składa się z 75 nukleotydów.

Mały 5.17. RNA transferowy Budova

Mały 5.18. Sekwencja DNA i RNA

Suchasni stavlyanya przed genem Budova. Struktura intron-ekson u eukariontów

Podstawową jednostką recesji jest gen. Termin „gen” został ukuty w 1909 r. W. Johansena za identyfikację materialnej jednostki upadku widzianej przez R. Mendla.

Po pracach amerykańskich genetyków J. Beadle'a i E. Tatuma genom zaczęto nazywać odcinkiem cząsteczki DNA, który koduje syntezę jednego białka.

W oparciu o najnowsze odkrycia gen jest postrzegany jako odcinek cząsteczki DNA, który charakteryzuje się określoną sekwencją nukleotydów, która wskazuje sekwencję aminokwasów polipeptydu danego białka lub sekwencję nukleotydów. Istnieją funkcjonalne cząsteczki RNA (tRNA , rRNA).

Niezwykle krótka sekwencja kodowania podstaw (egzon) rysuj na nich przez długi czas, aby nie kodować. elektrony, jak się pojawiają ( łączenie) podczas procesu dojrzewania iRNA ( przetwarzanie) i nie brać udziału w procesie transmisji (ryc. 5.19).

Rozmiar ludzkich genów może wahać się od kilkudziesięciu par nukleotydów (pz) do tysięcy, a nawet milionów bp. Zatem najmniejszy znany gen ma rozpiętość tylko 21 pz, a jeden z największych genów ma rozpiętość ponad 2,6 miliona pz.

Mały 5.19. Budova DNA eukariontów

Po zakończeniu transkrypcji wszystkie typy RNA rozpoznają dojrzały RNA. przetwarzanie Reprezentacje .Vin łączenie- Jest to proces usuwania części cząsteczki RNA, podobny do intronowych sekwencji DNA. Dojrzały mRNA przedostaje się wówczas do cytoplazmy i staje się matrycą do syntezy białek. przekazują informacje o strukturze białek z DNA do rybosomów (ryc. 5.19, 5.20).

Sekwencja nukleotydów w rRNA jest podobna u wszystkich organizmów. Cały rRNA znajduje się w cytoplazmie, gdzie składa się z złożonego kompleksu białek tworzącego rybosom.

Na rybosomach przekazywana jest informacja zakodowana w strukturze mRNA ( audycja) w sekwencji aminokwasów. Następuje synteza białek.

Mały 5.20. Łączenie

5.6. Praktyczny projekt

Niezależna posiadłość Vikonati. Wypełnij tabelę 5.1. Wyrównaj Budovę, moc i funkcje DNA i RNA

Tabela 5.1.

Sekwencja DNA i RNA

Odżywianie ciasta

1. Cząsteczka RNA zawiera zasady azotowe:

2. Cząsteczka ATP:

a) adenina, dezoksyryboza i trzy nadmiary kwasu fosforowego

b) adenina, ryboza i trzy nadmiary kwasu fosforowego

c) adenozyna, ryboza i trzy nadmiarowe kwasy fosforowe

d) adenozyna, dezoksyryboza i trzykrotny nadmiar kwasu fosforowego.

3. Zachowując płynność w tkance są cząsteczki DNA, gdyż jest w nich zakodowana informacja o nich.

a) magazyn polisacharydów

b) struktura cząsteczek lipidów

c) pierwotna struktura cząsteczek białka

d) Aminokwasy Budova

4. Zapewnienie realizacji informacji spazmatycznej odbywa się za pośrednictwem cząsteczek kwasu nukleinowego

a) synteza węglowodanów

b) utlenianie białek

c) utlenianie węglowodanów

d) synteza białek

5. Za pomocą cząsteczek mRNA następuje transmisja informacji o impulsie

a) z jądra do mitochondriów

b) od jednego klienta do drugiego

c) od jądra do rybosomów

d) z ojców na potomstwo

6. Cząsteczki DNA

a) przekazują informację o białku do rybosomów

b) przenieść informację o białku do cytoplazmy

c) dostarczają aminokwasy do rybosomów

d) zastąpić brakujące informacje o pierwszorzędowej strukturze białka

7. W komórkach biorą udział kwasy rybonukleinowe

a) zapisywanie informacji o pogorszeniu się sytuacji

b) regulacja metabolizmu tłuszczów

c) zawarte w węglowodanach

d) biosynteza białek

8. Jaki rodzaj kwasu nukleinowego może występować jako podwójna cząsteczka

9. To białko jest złożone w cząsteczkę DNA

a) mikrotubula

b) błona plazmatyczna

c) jądro

d) chromosom

10. Tworzenie znaku organizmu, który ma być przechowywany w cząsteczkach

b) białka

11. Oprócz cząsteczek białka można tworzyć cząsteczki DNA

a) zamknij spiralę

b) ustalić strukturę trzeciorzędową

c) toczyć ze sobą wojnę

d) poprawić strukturę czwartorzędową

12. Vlasnu ma DNA

a) Kompleks Golgiego

b) lizosom

c) błona endoplazmatyczna

d) mitochondria

13. Informacje Spadkowa o oznakach ciała są skoncentrowane w cząsteczkach

c) białka

d) polisacharydy

14. Cząsteczki DNA są materialną podstawą zwartości, ponieważ zakodowana jest w nich informacja o strukturze cząsteczek

a) polisacharydy

b) białka

c) lipidy

d) aminokwasy

15. Nici polinukleotydowe w cząsteczce DNA są ze sobą powiązane, aby zapewnić wzajemne wiązania

a) uzupełniające zasady azotowe

b) nadmiar kwasu fosforowego

c) aminokwasy

d) w węglowodanach

16. Tworzy się jedna cząsteczka kwasu nukleinowego połączona z białkami

a) chloroplast

b) chromosom

d) mitochondria

17. Aminokwas skórny w klinitynie jest kodowany

a) jedna trójka

b) kilka trojaczków

c) jedną lub więcej trójek naklejek

d) jeden nukleotyd

18. Liderzy mocy cząsteczek DNA tworzą własne podobne

a) powstaje adaptacja organizmu do dovkill

b) u osobników tego gatunku występują modyfikacje

c) pojawiają się nowe kombinacje genów

d) następuje transfer informacji impulsowych od matki do córki

19. Cząsteczka skóry jest szyfrowana przez sekwencję trzech nukleotydów

a) aminokwasy

b) glukoza

c) skrobia

d) gliceryna

20. Gdzie w komórce znajdują się cząsteczki DNA

a) W jądrze, mitochondriach i plastydach

b) W rybosomach i kompleksach Golgiego

c) Na błonie cytoplazmatycznej

d) W lizosomach, rybosomach, wakuolach

21. Komórki mają tRNA

a) zapisuje informacje alarmowe

b) replikuje się na mRNA

c) zapewnia replikację DNA

d) przenieść aminokwasy do rybosomów

22. Cząsteczka RNA z zasadami azotowymi:

a) adenina, guanina, uracyl, cytozyna

b) cytozyna, guanina, adenina, tymina

c) tymina, uracyl, adenina, guanina

d) adenina, uracyl, tymina, cytozyna.

23. Monomery cząsteczek kwasu nukleinowego:

a) nukleozydy

b) nukleotydy

c) polinukleotydy

d) zasady azotowe.

24. Przechowywanie monomerów cząsteczek DNA i RNA dzieli się na jeden typ:

a) tsukru

b) zasady azotowe

c) cukier i zasady azotowe

d) cukier, zasady azotowe i nadmiar kwasów fosforowych.

25. Klitina mści się na DNA z:

b) jądra i cytoplazma

c) jądra, cytoplazma i mitochondria

d) jądra, mitochondria i chloroplasty.

Zanim kwasy nukleinowe Zawierają związki wysokopolimerowe, które rozpadają się podczas hydrolizy na zasadach purynowych i pirymidynowych, pentozie i kwasie fosforowym. Kwasy nukleinowe łączą węgiel, wodę, fosfor, kwasowość i azot. Istnieją dwie klasy kwasów nukleinowych: kwasy rybonukleinowe (RNA)і Kwasy dezoksyrybonukleinowe (DNA).

Jakie są funkcje DNA?

DNA- Polimer, którego monomerami są deoksyrybonukleotydy. Model przestronnej cząsteczki DNA z pozornie podpowierzchniową helisą powstał w 1953 roku. J. Watsona i F. Cricka (w modelu tym wykorzystano prace M. Wilkinsa, R. Franklina i E. Chargaffa).

Cząsteczka DNA składa się on zatem z dwóch lanc polinukleotydowych, spiralnie skręconych jednocześnie wzdłuż oczywistej osi. jest podwójną helisą (wada polega na tym, że wirusy DNA tworzą monolant DNA). Średnica nici DNA wynosi 2 nm, odległość między nukleotydami wynosi 0,34 nm, na jeden obrót spirali przypada 10 par nukleotydów. Długość cząsteczki może sięgać kilku centymetrów. Para molekularna - dziesiątki i setki milionów. Całkowita ilość DNA w jądrze komórki ludzkiej wynosi około 2 m. W komórkach eukariotycznych DNA tworzy kompleksy z białkami i ma specyficzną konformację przestrzenną.

Monomer DNA - nukleotyd (deoksyrybonukleotyd)— składa się z nadmiarów trzech substancji: 1) zasady azotowej, 2) monosacharydu pięciowęglowego (pentozy) i 3) kwasu fosforowego. Zawartość azotu w kwasach nukleinowych dzieli się na klasy pirymidyn i puryn. Zasady pirymidynowe DNA(jeden pierścień wisi wokół magazynu jego cząsteczek) - tymina, cytozyna. Zasady purynowe(chwieją się dwa pierścienie) - adenina i guanina.

Monosacharyd do nukleotydu DNA reprezentowany przez deoksyrybozę.

Nazwa nukleotydu jest podobna do nazwy podzasady. Nukleotydy i zasady azotowe zostały oznaczone przez wielkich pisarzy.

Lanca polinukleotydowa powstaje w wyniku reakcji kondensacji nukleotydów. Gdy występuje nadmiar dezoksyrybozy w jednym nukleotydzie pomiędzy węglem 3" a nadmiarem kwasu fosforowego w innym, wiązanie fosfoestrowe(należą do kategorii wiązań mikrokowalencyjnych). Jeden koniec lancy polinukleotydowej kończy się parą 5" (tzw. końcem 5"), drugi - parą 3" (końcem 3").

Naprzeciw jednej lancy nukleotydów wyrasta kolejna lanca. Rozpuszczenie nukleotydów w tych dwóch lancach nie jest równomierne, ale bardzo znaczące: w stosunku do adeniny jednej lancy, w drugiej lancy zawsze rozpuszcza się tymina, a w stosunku do guaniny cytozyna, pomiędzy adeniną i tyminą powstają dwie wody nie -połączenia między guaniną i cytozyną - trzy języki łączące wodę. Układ, w którym nukleotydy różnych nici DNA są ściśle uporządkowane (adenina - tymina, guanina - cytozyna) i wibrując łączą się jeden z drugim, nazywa się zasada komplementarności. Należy zauważyć, że J. Watson i F. Crick zrozumieli zasadę komplementarności po zapoznaniu się z robotami E. Chargaffa. E. Chargaff, badając dużą liczbę tkanek i narządów różnych organizmów, stwierdził, że w dowolnym fragmencie DNA zamiast nadmiaru guaniny jest zawsze dokładnie tak, jak cytozyna, a adenina - tymina ( „Reguła Chargafa”), ale nie umiałem tego faktu wytłumaczyć.

Zgodnie z zasadą komplementarności wynika, że ​​sekwencja nukleotydów jednej lancy oznacza sekwencję nukleotydów drugiej.

Lance DNA są zatem antyrównoległe (różnie wyprostowane). Nukleotydy różnych lanc przecinają się w proksymalnych liniach prostych i dlatego, przeciwnie, koniec 3" jednej lancy znajduje się na końcu 5" drugiej. Cząsteczka DNA jest ułożona za pomocą połączeń śrubowych. „Poręcz” tych zgromadzeń to szczotka cukrowo-fosforanowa (zmieszane nadmiary dezoksyrybozy i kwasu fosforowego); „Skhidtsi” – uzupełniające zasady azotowe.

Funkcja DNA- Zachowanie przekazywania informacji o recesji.

replikacja DNA

- Proces samounicestwienia, główna siła cząsteczki DNA. Replikacja jest klasyfikowana jako reakcja syntezy macierzy, w której biorą udział enzymy. Pod wpływem enzymów cząsteczka DNA rozkręca się, a w skórze, która pełni rolę matrycy, powstaje nowa lanca oparta na zasadach komplementarności i antyrównoległości. Zatem w DNA córki skóry jedna noga jest matczyna, a druga jest nowo zsyntetyzowana. Ta metoda syntezy nazywa się do konserwatysty.

„Materiał ostateczny” i źródło energii do replikacji trifosforan dezoksyrybonukleozydu(ATP, TTP, GTP, CTP) w celu usunięcia trzech nadmiarów kwasu fosforowego. Gdy trifosforany dezoksyrybonukleozydów znajdują się w lancach polinukleotydowych, dwa końcowe nadmiary kwasu fosforowego zostają rozdzielone, a uwolniona energia jest wykorzystywana do utworzenia wiązania fosfodiestrowego pomiędzy nukleotydami.

W replikacji biorą udział następujące enzymy:

1. helikazy („rozszczepiające” DNA);
2. destabilizujące białka;
3. Topoizomerazy DNA (przecięte DNA);
4. Polimerazy DNA (wybierają trifosforany deoksyrybonukleozydów i komplementarnie dodają je do matrix DNA);
5. Primery RNA (wzmacniające startery RNA, startery);
6. Ligazy DNA (łączą ze sobą fragmenty DNA).

Za pomocą helikazy fragmenty DNA rozkładają się na pojedyncze segmenty DNA, jednopasmowe segmenty DNA wiążą się z destabilizującymi białkami i powstają widełki replikacyjne. Gdy jest oddalonych od siebie o 10 par nukleotydów (jeden obrót helisy), cząsteczka DNA musi utworzyć drugie owinięcie wokół osi. Aby uniknąć owinięcia, topoizomeraza DNA przecina jedną nić DNA, aby mogła ona owinąć się wokół innej nici.

Polimeraza DNA może dodać nukleotyd organizmu do reszty 3"-dezoksyrybozy nukleotydu wiodącego, co umożliwia utworzonemu enzymowi przeniesienie matrycowego DNA organizmu w jednym kierunku: od końca 3" do końca 5" matrycy DNA Z pozostałych lanc złożonych lance polinukleotydowe znajdują się na różne sposoby i w najdłuższych kierunkach. prowadzący. Na lancecie 5"-3" - bardzo często we fragmentach ( Fragmenty Kozakiego), które po zakończeniu replikacji są zszywane w jeden lancet za pomocą ligaz DNA; nazywa się ta córka lanca sekcja zwłok (rosnący).

Cechą szczególną polimerazy DNA jest to, że może ona dopiero rozpocząć swoją pracę "posiew" (Elementarz). Rola „starterów” składa się z krótkich sekwencji RNA, które są tworzone przez starter enzymatyczny RNA i łączone w parę z matrycowym DNA. Startery RNA są usuwane po zakończeniu składania lanc polinukleotydowych.

Replikacja przebiega podobnie u prokariotów i eukariontów. Szybkość syntezy DNA u prokariotów jest o rząd wielkości większa (1000 nukleotydów na sekundę), niższa u eukariotów (100 nukleotydów na sekundę). Replikacja rozpoczyna się jednocześnie w kilku odcinkach cząsteczki DNA. Fragment DNA z jednego punktu ucha replikacyjnego do drugiego tworzy jednostkę replikacyjną. replikon.

Replikacja zachodzi przed podziałem komórki. Gdy DNA jest obecne, przekazywanie informacji genetycznej z matki do komórek potomnych jest ułatwione.

Naprawa („naprawa”)

Naprawa Nazywa się proces eliminacji zmian w sekwencji nukleotydów DNA. Współpracuje ze specjalnymi układami enzymatycznymi klinityny ( enzymy naprawcze). W procesie aktualizacji struktury DNA można wyróżnić następujące etapy: 1) nukleazy naprawiające DNA rozpoznają i usuwają uszkodzony obszar, w wyniku czego powstaje przerwa w fuzji DNA; 2) Polimeraza DNA wypełnia tę lukę, kopiując informację od innego („dobrego”) Lancera; 3) Ligaza DNA „szyje” nukleotydy, kończąc naprawę.

Istnieją trzy najczęściej stosowane mechanizmy naprawy: 1) fotonaprawa, 2) naprawa przez wycięcie lub przedreplikacyjna, 3) naprawa poreplikacyjna.

Zmiany w strukturze DNA zachodzą w komórkach stopniowo pod wpływem metabolitów wytwarzających reakcje, ekspozycji na promieniowanie ultrafioletowe, ważnych metali i ich soli itp. Dlatego defekty w systemach naprawczych sprzyjają szybkości procesów mutacyjnych i powodują choroby zastoinowe (xeroderma pigmentosum, progeria itp.).

Jakie są funkcje RNA?

- polimer, który obejmuje monomery rybonukleotyd. W przeciwieństwie do DNA, RNA składa się nie z dwóch, ale z jednej nici polinukleotydowej (dzieje się tak, ponieważ wirusy RNA tworzą podwójny RNA). Nukleotydy RNA tworzą między sobą wiązania wodne. Długości RNA są znacznie krótsze niż długości DNA.

Monomer RNA - nukleotyd (rybonukleotyd)— składa się z nadmiarów trzech substancji: 1) zasady azotowej, 2) monosacharydu pięciowęglowego (pentozy) i 3) kwasu fosforowego. Zasady azotowe RNA można również podzielić na klasy pirymidyn i puryn.

Zasadami pirymidynowymi RNA są uracyl, cytozyna, zasadami purynowymi są adenina i guanina. Monosacharyd do nukleotydu RNA reprezentowanego przez rybozę.

Widzieć trzy rodzaje RNA: 1) Informacja(Macierz) RNA - iRNA (mRNA), 2) transport RNA - tRNA, 3) rybosomalny RNA - rRNA.

Wszystkie typy RNA zawierają nienaruszone polinukleotydy, mają specyficzną konformację przestrzenną i biorą udział w procesach syntezy białek. Informacje o pochodzeniu wszystkich typów RNA są przechowywane w DNA. Proces syntezy RNA na matrycy DNA nazywa się transkrypcją.

Przenieść RNA miejsce 76 (od 75 do 95) nukleotydów; masa cząsteczkowa - 25 000-30 000. Część tRNA stanowi około 10% całkowitej zawartości RNA w komórkach. Funkcje tRNA: 1) transport aminokwasów do miejsca syntezy białek, do rybosomów, 2) pośrednik translacji. W komórkach występuje około 40 rodzajów tRNA, z których każdy charakteryzuje się unikalną sekwencją nukleotydów. Jednakże wszystkie tRNA mają pewną liczbę wewnątrzcząsteczkowych komplementarnych odcinków, dzięki którym tRNA rozwijają konformacje przypominające kształt stabilnego liścia. Każde tRNA ma pętlę kontaktową z rybosomem (1), pętlę antykodonową (2), pętlę kontaktową z enzymem (3), rdzeń akceptorowy (4) i antykodon (5). Aminokwas dodaje się do 3-calowego końca łodygi akceptorowej. Antykodon- Trzy nukleotydy, które „rozpoznają” kodon iRNA. Można zauważyć, że specyficzny tRNA może transportować aminokwas podobny do antykodonu. Specyficzność aminokwasu i tRNA jest kontrolowana przez enzym syntetazę aminoacylo-tRNA.

Rybosomalny RNA umieść 3000-5000 nukleotydów; masa cząsteczkowa - 1000000-1500000. Część rRNA stanowi 80-85% całkowitej zawartości RNA w komórkach. W kompleksie z białkami rybosomalnymi rRNA stabilizuje rybosomy - organelle biorące udział w syntezie białek. W komórkach eukariotycznych synteza rRNA zachodzi w jądrach. Funkcje rRNA: 1) niezbędny składnik strukturalny rybosomów, zapewniający w ten sposób funkcjonowanie rybosomów; 2) zapewnienie interakcji między rybosomami i tRNA; 3) wiązanie kolby z rybosomem i kodonem inicjującym iRNA oraz wyznaczoną ramką odczytu; 4) tworzenie aktywnego centrum rybosomu.

Komunikatorowe RNA Różne gatunki zamiast nukleotydów i masy cząsteczkowej (od 50 000 do 4 000 000). Przed iRNA spada do 5% całkowitej zawartości RNA w klininie. Funkcje iRNA: 1) transfer informacji genetycznej z DNA do rybosomów; 2) matryca do syntezy cząsteczek białka; 3) identyfikacja sekwencji aminokwasów pierwotnej struktury cząsteczki białka.

Jakie są funkcje ATP?

Kwas adenozynotrójfosforowy (ATP)- Uniwersalny rdzeń i główny akumulator energii w żywych komórkach. ATP występuje we wszystkich komórkach roślin i zwierząt. Średnia zawartość ATP wynosi 0,04% (w przypadku cellulitu surowego), najwyższa zawartość ATP (0,2-0,5%) występuje w mięsach szkieletowych.

ATP składa się z nadmiaru: 1) zasady azotowej (adeniny); 2) monosacharyd (ryboza); 3) kwasy triofosforowe. Fragmenty ATP miesza się nie z jednym, ale trzema nadmiarowymi kwasami fosforowymi, które są przenoszone do trifosforanów rybonukleozydów.

Większość rodzajów pracy, na przykład w komórkach, opiera się na energii pochodzącej z hydrolizy ATP. W tym przypadku, gdy końcowy nadmiar kwasu fosforowego ulega rozszczepieniu, ATP przekształca się w ADP (kwas adenozynodifosforowy), gdy kolejny nadmiar kwasu fosforowego ulega rozszczepieniu na AMP (kwas adenozynomonofosforowy). Wyjście darmowej energii po oddzieleniu terminala i innego nadmiaru kwasu fosforowego wynosi 30,6 kJ. Eliminacji trzeciej grupy fosforanowej towarzyszą ilości większe niż 13,8 kJ. Wiązania między końcowymi a innymi, innymi i pierwszymi nadmiarami kwasu fosforowego nazywane są makroergicznymi (wysokoenergetycznymi).

Rezerwy ATP będą stopniowo uzupełniane. W komórkach wszystkich organizmów synteza ATP zachodzi w procesie fosforylacji. dodatek kwasu fosforowego do ADP Fosforylacja zachodzi z różną intensywnością podczas metabolizmu (mitochondria), glikolizy (cytoplazma), fotosyntezy (chloroplastyka).

ATP jest głównym ogniwem pomiędzy procesami, którym towarzyszą widoki i zgromadzona energia, a procesami zachodzącymi w wyniku marnowania energii. Krimtsy, ATP wraz z innymi trifosforanami rybonukleozydów (GTP, CTP, UTP) jest substratem do syntezy RNA.

Iść do wykłady nr 3„Jakie są funkcje białek. Fermenty”

Iść do wykłady nr 5„Teoria Klitina. Rodzaje organizacji komórkowych”

Zastosuj do kwasów nukleinowych. Cząsteczki polimeru RNA są znacznie mniejsze niż cząsteczki DNA. Jednakże, w zależności od rodzaju RNA, liczba poprzedzających je monomerów nukleotydowych jest różna.

Nukleotyd RNA zawiera rybozę, a zasada azotowa zawiera adenit, guaninę, uracyl i cytozynę. Uracyl, stojący za autorytetami życia codziennego i chemii, jest bliski tyminie, niezbędnej dla DNA. Dojrzałe cząsteczki RNA mają zmodyfikowane wiele podstruktur azotowych; w rzeczywistości różne gatunki mają więcej podstawników azotowych w swoim RNA.

Ryboza zamiast deoksyrybozy zawiera dodatkową grupę -OH (hydroksyl). Dzięki takiemu układowi RNA łatwiej wchodzi w reakcje chemiczne.

Główną funkcję RNA w komórkach organizmów żywych można nazwać wdrażaniem informacji genetycznej. W każdym typie kwasu rybonukleinowego z DNA odczytywany jest (transkrybowany) kod genetyczny, po czym na jego podstawie syntetyzowane są polipeptydy (translacja). Offe, DNA Yakshcho przechodzi do zbergannya, które przekazuje Gorolinnya do informacji generatywnej (podstawy procesu - replikacja), a następnie realformacji RNA (proces jest transkrypcją). Podczas transkrypcji Tsom DNA jest w trakcie procesu do hed kwasów nukleinowych, ogrody zoologiczne mogą powiedzieć ogrody zoologiczne, vidpovіda DNA w celu realizacji formatu genetycznego.

Po bliższym zbadaniu funkcje RNA są znacznie bardziej zróżnicowane. Szereg cząsteczek RNA pełni funkcje strukturalne, katalityczne i inne.

Podobno tak nazywa się hipoteza światła RNA, według której w przyrodzie żywej jedynie cząsteczki RNA pełniły rolę informacji genetycznej, podczas gdy inne cząsteczki RNA katalizowały różne reakcje. Hipotezę tę potwierdzają niskie ślady możliwej ewolucji RNA. Oznacza to, że wiele wirusów, takich jak kwasy nukleinowe przechowujące informację genetyczną, niszczy cząsteczkę RNA.

Zgodnie z hipotezą światła RNA, DNA pojawiło się później w procesie doboru naturalnego jako cząsteczka bardziej stabilna, co jest ważne dla zachowania informacji genetycznej.

Istnieją trzy główne typy RNA (w tym inne): szablonowy (jest to informacja), rybosomalny i transportowy. Nazwy obejmują iRNA (lub mRNA), rRNA i tRNA.

Informacyjny RNA (iRNA)

Większość RNA jest syntetyzowana z DNA podczas procesu transkrypcji. Jednakże transkrypcję często uważa się za syntezę informacyjnego RNA (mRNA). Wynika to z faktu, że sekwencja nukleotydów iRNA może łatwo określić sekwencję aminokwasów białka syntetyzowanego w procesie translacji.

Przed transkrypcją nici DNA ulegają rozplątaniu, a na jednej z nich, po dodatkowym kompleksie białkowo-enzymowym, syntetyzowany jest RNA zgodnie z zasadą komplementarności, tak jak ma to miejsce podczas replikacji DNA. Naprzeciwko adeniny DNA i cząsteczki RNA dodaje się nukleotyd w celu zastąpienia uracylu, a nie tyminy.

Tak naprawdę informacyjny RNA, będący prekursorem – pre-mRNA, nie jest jeszcze gotowy do syntezy na DNA. Prekursor do umieszczania sekwencji nukleotydów, które nie kodują białek i w których po syntezie pre-irRNA pośredniczą małe jądrowe i jądrowe RNA (dodatkowe typy RNA). Te działki, które są usuwane, nazywane są elektrony. Części iRNA, które zostały utracone, nazywane są eksony. Po usunięciu intronów eksony są ze sobą zszywane. Proces usuwania intronów i zszywania eksonów nazywa się łączenie. Życie jest bardziej skomplikowane, ponieważ elektrony można modyfikować na różne sposoby, w wyniku czego powstają różne gotowe mRNA, które będą służyć jako szablony dla różnych białek. W ten sposób jeden gen DNA może pełnić rolę wielu genów.

Należy zauważyć, że u organizmów prokariotycznych nie obserwuje się splicingu. Po syntezie na DNA mRNA jest gotowe do translacji. Okazuje się, że podczas gdy koniec cząsteczki iRNA jest jeszcze transkrybowany, już osiadają na nim rybosomy, które syntetyzują białko.

Gdy pre-mRNA dojrzeje do informacyjnego RNA i stanie się jądrem, staje się matrycą do syntezy polipeptydów. W tym przypadku rybosomy są do niego „przyłączone” (nie tylko w ten czy inny sposób). Skóra syntetyzuje własną kopię białka, czyli jedna cząsteczka RNA może być syntetyzowana w tym samym czasie, co kilka nowych cząsteczek białka (skóra oczywiście przejdzie swój własny etap syntezy).

Rybosom, przechodząc od rdzenia mRNA do jego końca, odczytuje trzy nukleotydy (chociaż zawiera sześć, czyli dwa kodony) i dodaje podobny transferowy RNA (który niesie antykodon odpowiadający kodonowi), aż dotrze do niezbędny aminokwas. Następnie za aktywnym centrum rybosomu została wcześniej zsyntetyzowana część polipeptydu, połączona z przednim tRNA, jakby „przenoszona” (tworzy się wiązanie peptydowe) na aminokwas przyłączony do tRNA, który ma właśnie przybył. W ten sposób cząsteczka białka stopniowo staje się większa.

Kiedy cząsteczka informacyjnego RNA staje się niepotrzebna, komórka ulega zniszczeniu.

Transferowy RNA (tRNA)

Transferowy RNA to mała (za światem polimerów) cząsteczka (liczba nukleotydów waha się średnio w okolicach 80), w drugiej strukturze ma kształt liścia końskiego, w trzeciej przypomina literę G.

Funkcją tRNA jest dodanie do siebie aminokwasu, który odpowiada jego antykodonowi. Następnie łączy się z rybosomem, który znajduje się na antykodonie kodonu mRNA i „przekazuje” ten sam aminokwas. Ogólnie można powiedzieć, że transportowy RNA przenosi (lub transportuje) aminokwasy do miejsca syntezy białek.

Żywa natura Ziemi zawiera tylko około 20 aminokwasów do syntezy różnych cząsteczek białek (w rzeczywistości jest ich znacznie więcej). Jeśli fragmenty podobne do kodu genetycznego mają więcej niż 60 kodonów, to aminokwas skóry może zawierać kilka kodonów (niektóre są więcej, inne mniej). Zatem istnieje ponad 20 różnych typów tRNA, w których różne transportowe RNA przenoszą różne aminokwasy. (Tutaj nie jest to takie proste.)

Rybosomalny RNA (rRNA)

Rybosomalny RNA jest często nazywany także rybosomalnym RNA. Wszystkie takie same.

Rybosomalny RNA stanowi około 80% całego RNA komórkowego, a fragmenty stanowią część magazynu rybosomalnego, którego komórki mają niewielką liczbę.

W rybosomach rRNA wiąże kompleksy z białkami i pełni funkcje strukturalne i katalityczne.

Rybosom zawiera wiele różnych cząsteczek rRNA, które są podzielone między sobą w wyniku struktur Lanzuga, drugorzędowych i trzeciorzędowych, które są określone przez funkcję. Ta ogólna funkcja polega na realizacji procesu tłumaczenia. W tym przypadku cząsteczki rRNA odczytują informację z iRNA i katalizują tworzenie wiązań peptydowych pomiędzy aminokwasami.

RNA zbudowany z nukleotydów, do których zalicza się tsukor – rybozę, fosforan i jedną z zasad azotowych (adenina, uracyl, guanina, cytozyna). Tworzy struktury pierwszorzędowe, drugorzędowe i trzeciorzędowe podobne do DNA. Informacje o sekwencji aminokwasów białkowych znajdują się w informacyjne RNA (irna, mRNA). Trzy kolejne nukleotydy (kodon) reprezentują ten sam aminokwas. W komórkach eukariotycznych pre-mRNA lub pre-mRNA jest przetwarzany przez dojrzały mRNA. Przetwarzanie obejmuje usunięcie niekodujących sekwencji białkowych (intronów). Następnie mRNA jest eksportowany z jądra do cytoplazmy, gdzie jest pobierany przez rybosomy, które oprócz aminokwasów tRNA dokonują translacji mRNA. Transport (tRNA)- małe, złożone z około 80 nukleotydów cząsteczki o konserwatywnej strukturze trzeciorzędowej. Transportują określone aminokwasy w miejscu syntezy peptydów w rybosomie. TRNA skóry służy do dodawania aminokwasów i antykodonów w celu rozpoznawania i dodawania do kodonów mRNA. Antykodon wiąże się z kodonem, który umieszcza tRNA w pozycji wiążącej peptyd wiążący pomiędzy pozostałym aminokwasem peptydu a aminokwasem przyłączonym do tRNA. Rybosomalny RNA (rRNA) - katalityczne magazynowanie rybosomów. Rybosomy eukariotyczne zawierają cztery typy cząsteczek rRNA: 18S, 5.8S, 28S i 5S. W jądrze syntetyzowane są trzy cztery typy rRNA. W cytoplazmie rybosomalny RNA łączy się z białkami rybosomalnymi, tworząc nukleoproteinę zwaną rybosomem. Rybosom przyłącza się do mRNA i syntetyzuje białko. rRNA stanowi do 80% RNA występującego w cytoplazmie komórek eukariotycznych.

Funkcje: budowanie do samokreacji, budowanie, aby utrzymać stabilność organizacji, budowanie, aby tworzyć zmiany i je tworzyć.

10. Struktura i moc kodu genetycznego

Kod genetyczny - Zbiór śpiewający i kolejność rozmieszczenia aminokwasów w lancach peptydowych. W różnych białkach występujących w przyrodzie zidentyfikowano około 20 różnych aminokwasów. Do ich szyfrowania można zabezpieczyć wystarczającą liczbę nukleotydów potrójny kod, W którym aminokwas jest szyfrowany przez trzy nukleotydy, powstają 4 3 = 64 trójki utworzone z zaledwie 4 nukleotydów. Z 64 możliwych trójek DNA 61 koduje różne aminokwasy; Reshta 3 odrzuciła nazwę głupich, czyli „bezsensownych trojaczków”. Nie szyfrują aminokwasów i wykorzystują funkcję znaków podziału podczas odczytywania informacji o odstępach. Przed nimi leżą ATT, ACT, ATC.

Siła kodu genetycznego: męskość - Arogancja kodu jest oczywista; wiele aminokwasów jest zaszyfrowanych w wielu trójkach. Ta moc jest jeszcze ważniejsza, ponieważ zmiany w strukturze cząsteczki DNA, takie jak zastąpienie jednego nukleotydu w łańcuchu polinukleotydowym, mogą nie zmienić trójki sensownej. Nowa unikalna kombinacja trzech nukleotydów koduje ten sam aminokwas. Szczegóły - kozhen triplet koduje budowę tylko jednego aminokwasu. Wszechstronność - Pozorne podobieństwo kodu w różnych typach organizmów żywych potwierdza jednolitość całej różnorodności form żywych Ziemi w procesie ewolucji biologicznej. Żadnych przerw і brak nakładania się kodonów podczas odczytu – Sekwencja nukleotydów jest liczona triplet po triplecie bez nakładania się, zatem u swoich sąsiadów triplety nie nakładają się na siebie. Jeśli określona jest ramka odczytu, każdy nukleotyd musi być zawarty w więcej niż jednej trójce. Dowodem na nieprzerwanie kodu genetycznego jest zastąpienie tylko jednego aminokwasu w peptydzie podczas zastępowania jednego nukleotydu w DNA.

Różne typy DNA i RNA – kwasy nukleinowe – są jednym z obiektów badań biologii molekularnej. Jednym z najbardziej obiecujących obszarów, który szybko rozwija się bezpośrednio w tej nauce, pozostają badania RNA.

Krótko o Budova RNA

Ponadto RNA, kwas rybonukleinowy, jest biopolimerem, którego cząsteczka jest utworzona przez różne typy nukleotydów. Nukleotyd skóry składa się w całości ze związków azotowych (adenina A, guanina P, uracyl U i cytozyna C) wraz z rybozą i nadmiarem kwasu fosforowego. Reszty fosforanowe, połączone z rybozami nukleotydów, „zszywają” bloki magazynujące RNA w makrocząstce – polinukleotydzie. W ten sposób ustalana jest pierwotna struktura RNA.

Struktura drugorzędna - tworzenie wiązania bydlęcego - jest ustalona na kilku częściach cząsteczki zgodnie z zasadą komplementarności zasad azotowych: adenina tworzy parę z uracylem w celu wsparcia wiązania bydlęcego, a guanina z cytozyną - potrójny połączenie wodne.

W swojej roboczej formie cząsteczka RNA ma również strukturę trzeciorzędową - specjalną przestrzeń, konformację.

Synteza RNA

Wszystkie typy RNA są syntetyzowane przez enzym polimerazę RNA. Może być pozbawiony DNA i RNA, aby katalizować syntezę zarówno matrycy DNA, jak i RNA.

Synteza zasad o komplementarności i antyrównoległości bezpośrednio odczytujących kod genetyczny przebiega w kilku etapach.

Polimeraza RNA jest natychmiast rozpoznawana i wiązana z określoną sekwencją nukleotydów na promotorze DNA, po czym helisa DNA rozwija się pod małym kątem i rozpoczyna się fałdowanie cząsteczki RNA z jednej strony. nazywa się kodem - sam w sobie jest kopią є syntetyzowany jest RNA). Asymetryczność promotora określa, który DNA będzie służyć jako matryca, umożliwiając w ten sposób polimerazie RNA zainicjowanie syntezy we właściwym kierunku.

Etap ofensywny nazywany jest elongacją. Kompleks transkrypcyjny, który obejmuje polimerazę RNA i spleciony wykres z hybrydą DNA-RNA, zaczyna się zapadać. W tym świecie ruchu rosnące nici RNA są stopniowo wzmacniane, a helisa DNA rozwija się przed kompleksem i podąża za nim.

Końcowy etap syntezy następuje, gdy polimeraza RNA dociera do specjalnej części matrycy, zwanej terminatorem. Zakończenie (zakończenie) procesu można osiągnąć na różne sposoby.

Główne typy RNA i ich funkcje w komórkach

Śmierdzi tak:

• Informacja matrycowa (mRNA). Za jego pośrednictwem zachodzi transkrypcja – przeniesienie informacji genetycznej z DNA.
• Rybosom (rRNA), który zapewnia proces translacji - syntezę białek na matrixie mRNA.
• Transport (tRNA). Następuje rozpoznanie i transport aminokwasów do rybosomu, gdzie następuje synteza białek, a także udział w translacji.
• Mały RNA to duża klasa małych cząsteczek, które pełnią różne funkcje podczas procesów transkrypcji, dojrzewania RNA i translacji.
• Genomy RNA to sekwencje kodujące zawierające informację genetyczną różnych wirusów i wironoidów.

W latach 80. odkryto aktywność katalityczną RNA. Cząsteczki posiadające tę moc nazwano rybozymami. Naturalnych rybozymów wciąż najwyraźniej nie jest tak dużo, ich aktywność katalityczna jest niższa, zawierają mniej białek, białka, białka, a także ważnych funkcji. Obecnie z sukcesem prowadzone są prace nad syntezą rybozymów, co może mieć również znaczenie praktyczne.

Niewiele jest dowodów na istnienie różnych typów cząsteczek RNA.

Komunikator (informacyjny) RNA

Cząsteczka ta jest syntetyzowana na niesplecionym kawałku DNA, kopiując gen w taki sposób, że koduje on inne białko.

RNA komórek eukariotycznych, przede wszystkim własna matryca do syntezy białek, musi dojrzeć, aby przejść przez kompleks różnorodnych modyfikacji – obróbki.

Po pierwsze, na etapie transkrypcji cząsteczka jest zamykana: do końca dodaje się specjalną strukturę z jednym lub kilkoma zmodyfikowanymi nukleotydami - czapką. Odgrywa rolę w wielu późniejszych procesach i sprzyja stabilności mRNA. Do końca pierwotnego transkryptu dodawane jest pole nazwy (A) ogon - sekwencja nukleotydów adeninowych.

Następnie pre-mRNA można złożyć. Istnieje wiele cząsteczek, których nie da się zakodować – introny, których jest mnóstwo w DNA eukariontów. Następnie przeprowadza się procedurę edycji mRNA, podczas której następuje chemiczna modyfikacja jego przechowywania i metylacja, po czym dojrzały mRNA zostaje usunięty z jądra komórkowego.

Rybosomalny RNA

Podstawą rybosomu jest kompleks zapewniający syntezę białek, utworzony przez dwa długie rRNA, które tworzą podjednostki rybosomu. Wydaje się, że pre-rRNA jest syntetyzowany, a następnie podlega obróbce. Duża podjednostka zawiera również rRNA o niskiej masie cząsteczkowej, które jest syntetyzowane z sąsiedniego genu. Rybosomalny RNA ma ciasno upakowaną strukturę trzeciorzędową, która służy jako rusztowanie dla białek obecnych w rybosomie i pełni inne funkcje.

W fazie niepracującej podjednostki rybosomów są rozdzielane; Po zainicjowaniu procesu translacji mała podjednostka rRNA łączy się z matrycowym RNA, po czym następuje zewnętrzne dodanie elementów rybosomalnych. Kiedy RNA małej podjednostki wchodzi w interakcję z mRNA, reszta fragmentu szybko przechodzi przez rybosom (co jest równoważne ruchowi rybosomu wzdłuż mRNA). Duża podjednostka rybosomalnego RNA to rybozym, który ma moc enzymatyczną. Katalizuje tworzenie wiązań peptydowych pomiędzy aminokwasami podczas syntezy białek.

Należy zauważyć, że największa część całego RNA w komórkach znajduje się w części rybosomalnej – 70-80%. DNA zawiera dużą liczbę genów kodujących rRNA, co zapewnia bardzo intensywną transkrypcję.

Przenieść RNA

Cząsteczka ta rozpoznawana jest przez specjalny aminokwas i po połączeniu z nią transportuje aminokwas do rybosomu, gdzie pełni rolę pośrednika w procesie translacji – syntezie białek. Transfer następuje poprzez dyfuzję w cytoplazmie komórki.

Nowo zsyntetyzowane cząsteczki tRNA, podobnie jak inne typy RNA, podlegają obróbce. Dojrzały tRNA w swojej aktywnej formie ma konformację przypominającą stabilny liść. Na „ogonce” liścia – części akceptorowej – dodana jest sekwencja CCA z grupą hydroksylową, która wiąże się z aminokwasem. Na protelegalnym końcu „łuku” znajduje się pętla antykodonowa, która łączy się z komplementarnym kodonem w mRNA. Pętla D służy do wiązania transferowego RNA z enzymem po interakcji z aminokwasem, a pętla T do wiązania się z dużą podjednostką rybosomu.

Mali RNA

Tego typu RNA odgrywają rolę w procesach komórkowych i są aktywnie w nie zaangażowani.

I tak na przykład małe jądrowe RNA w komórkach eukariotycznych biorą udział w splicingu mRNA i być może mają moc katalityczną w połączeniu z białkami spliceos. Małe jądrowe RNA biorą udział w przetwarzaniu rybosomalnego i transferowego RNA.

Małe interferujące mikroRNA są najważniejszymi elementami układu regulacji ekspresji genów, niezbędnymi do kontroli struktury i żywotności krwi. Układ ten jest ważną częścią linii komórek odpornościowych przeciwwirusowych.

Istnieje również klasa małych RNA, które działają w kompleksach z białkami Piwi. Kompleksy te odgrywają ważną rolę w rozwoju komórek linii zarodkowej, w spermatogenezie w uduszonych ruchomych elementach genetycznych.

Genom RNA

Cząsteczkę RNA można połączyć z genomem większości wirusów. Genomy wirusów występują w różnych typach – niektóre są karłowate, pierścieniowe lub liniowe. Ponadto genomy RNA wirusów są często podzielone na segmenty i generalnie krótsze niż genomy DNA.

Jest to rodzina wirusów, których informacja genetyczna jest kodowana w RNA po zakażeniu komórki wirusem i transkrybowana na DNA, które następnie jest przekazywane do genomu komórki ofiary. To właśnie nazywają retrowirusami. Na razie przed nimi leży ludzki wirus niedoboru odporności.

Znaczenie badań RNA we współczesnej nauce

Ponieważ wcześniej myślano o drugorzędnej roli RNA, teraz jest jasne, że jest on niezbędnym i najważniejszym elementem wewnętrznego życia komórkowego. Wiele procesów o istotnym znaczeniu nie może zostać zrealizowanych bez aktywnego udziału RNA. Mechanizmy tych procesów stały się ostatnio nieznane, ale zastosowanie różnych typów RNA i jego funkcje są stopniowo coraz bardziej wyjaśniane.

Nie jest wykluczone, że RNA odegrało ważną rolę we wczesnym i wczesnym życiu Ziemi. Wyniki ostatnich badań potwierdzają słuszność tej hipotezy, wskazując, że od dawna bogate mechanizmy funkcjonowania komórki przy udziale tych i innych typów RNA. Np. niedawno odkryte rybopermiksery w magazynie mRNA (system bezbiałkowej regulacji aktywności genów na etapie transkrypcji), zdaniem wielu poprzedników, w ostatnich dniach ery, kiedy życie było bardziej prymitywne, oparte na RNA , bez udziału DNA i białek. MikroRNA są również od dawna składnikiem systemu regulacyjnego. Cechy strukturalne katalitycznie aktywnego rRNA wskazują na jego stopniową ewolucję poprzez dodawanie nowych fragmentów do starożytnych protoribosomów.

Szczegółowe zrozumienie, jakie rodzaje RNA i w jaki sposób biorą one udział w tych i innych procesach, jest również ważne w teoretycznych i stosowanych obszarach medycyny.