РНК

општост

РНК, или рибонуклеинска киселина, је нуклеинска киселина укључена у процесе кодирања, декодирања, регулације и експресије гена. Гени су више или мање дуги сегменти ДНК, који садрже основне информације за синтезу протеина.

Слика: Азотне базе у РНК молекулу. Фром википедиа.орг

Једноставно речено, РНК је изведена из ДНК и представља молекул који пролази између ње и протеина. Неки истраживачи то називају "рјечником за превођење језика ДНК у језик протеина".

РНК молекули потичу из синдрома, у ланцима, варијабилног броја рибонуклеотида. Фосфатна група, азотна база и шећер са 5 атома угљеника, названи рибоза, учествују у формирању сваког појединачног рибонуклеотида.

Шта је РНК?

РНК, или рибонуклеинска киселина, је биолошка макромолекула, која припада категорији нуклеинских киселина, која игра централну улогу у стварању протеина почевши од ДНК .

Генерација протеина (који су такође биолошки макромолекули) укључује низ ћелијских процеса који се, заједно, називају синтеза протеина .

ДНК, РНК и протеини су фундаментални у осигуравању преживљавања, развоја и правилног функционисања ћелија живих организама.

Шта је ДНК?

ДНК, или дезоксирибонуклеинска киселина, је друга нуклеинска киселина која постоји у природи, заједно са РНК.

Структурно сличан рибонуклеинској киселини, дезоксирибонуклеинска киселина је генетско наслеђе, то јест "складиште гена", садржано у ћелијама живих организама. Формирање РНК и, индиректно, протеина зависи од ДНК.

ИСТОРИЈА РНК

Слика: рибоза и деоксирибоза

Истраживање РНК почело је након 1868. године, када је Фриедрицх Миесцхер открио нуклеинске киселине.

Прва важна открића у том погледу датирају између друге половице педесетих и прве половице шездесетих. Међу научницима који су учествовали у овим открићима, Северо Оцхоа, Алек Рицх, Давид Давиес и Роберт Холлеи заслужују посебно спомињање.

Године 1977. група истраживача, коју су предводили Пхилип Схарп и Рицхард Робертс, дешифрирали су процес спајања интрона.

Године 1980. Тхомас Цецх и Сиднеи Алтман идентифицирали су рибозиме.

* Имајте на уму: да бисте сазнали више о интронском спајању и рибозимима, погледајте поглавља посвећена синтези и функцијама РНК.

структура

Са хемијско-биолошке тачке гледишта, РНК је биополимер . Биополимери су велики природни молекули, резултат уједињења, у ланцима или филаментима, многих мањих молекуларних јединица, названих мономери .

Мономери који чине РНК су нуклеотиди .

РНА ЈЕ, КАО УОБИЧАЈЕН, ЈЕДНАЧНА ЛАНАЦ

РНК молекули су молекули који се обично састоје од појединачних нуклеотидних ланаца ( полинуклеотидних филамената ).

Дужина станичних РНК варира од мање од сто до неколико хиљада нуклеотида.

Број саставних нуклеотида је функција улоге коју овај молекул игра.

Поређење са ДНК

За разлику од РНК, ДНК је биополимер који се обично формира са два ланца нуклеотида.

Спојена заједно, ова два полинуклеотидна влакна имају супротну оријентацију и, умотавајући се један у други, креирају двоструку спиралу познату као " двострука спирала ".

Генерички молекул људске ДНК може садржати око 3, 3 милијарде нуклеотида по филаменту .

ГЕНЕРИЧКА СТРУКТУРА НУКЛЕОТИДА

По дефиницији, нуклеотиди су молекуларне јединице које чине нуклеинске киселине РНК и ДНК.

Са структурне тачке гледишта, генерички нуклеотид је резултат уједињења три елемента, који су:

• 1. Фосфатна група, која је дериват фосфорне киселине;
• Пентоза, која је шећер са 5 атома угљеника;
• Азотна база, која је ароматична хетероциклична молекула.

Пентоза је централни елемент нуклеотида, јер се на њега везују фосфатна група и азотна база.

Слика: Елементи који чине генерички нуклеотид нуклеинске киселине. Као што се може видети, фосфатна група и азотна база везани су за шећер.

Хемијска веза која држи пентозну и фосфатну групу заједно је фосфодиестерска веза, док је хемијска веза која обједињује пентозу и азотну базу Н-гликозидна веза .

ШТА ЈЕ РНА ПЕНТОСО?

Премиса: хемичари су мислили да нумеришу угљеве који чине органске молекуле, на начин да поједноставе њихово проучавање и опис. Овде, дакле, да 5 угља пентозе постану: угљеник 1, угљеник 2, угљеник 3, угљеник 4 и угљеник 5. Критеријум за додјељивање бројева је прилично сложен, стога сматрамо да је прикладно изоставити објашњење.

Шећер са 5 атома угљеника, који разликује структуру РНК нуклеотида, је рибоза .

Од 5 угљеникових атома рибозе, они заслужују посебно спомињање:

• Угљеник 1, јер се то везује за азотну базу, преко Н-гликозидне везе.
• Угљеник 2, јер то је оно што разликује пентозу РНК нуклеотида од пентозе ДНК нуклеотида. У вези са угљеником 2 РНК постоји атом кисеоника и атом водоника, који заједно формирају хидроксилну групу ОХ .
• Угљеник 3, јер је оно што учествује у вези између два узастопна нуклеотида .
• Угљеник 5, јер то је оно што спаја фосфатну групу, преко фосфодиестерске везе.

Због присуства шећера у рибози, РНК нуклеотиди се називају рибонуклеотиди .

Поређење са ДНК

Пентоза која чини ДНК нуклеотиде је дезоксирибоза .

Деоксиорибоза се разликује од рибозе због недостатка атома кисеоника на угљенику 2.

Према томе, нема ОХ хидроксилну групу која карактерише 5-угљеник РНА шећер.

Због присуства дезоксирибозног шећера, ДНК нуклеотиди су такође познати као деоксирибонуклеотиди .

ВРСТЕ НУКЛЕОТИДА И АЗОТНИХ БАЗА

РНК има 4 различита типа нуклеотида .

Само азотна база разликује ове 4 различите врсте нуклеотида.

Из очигледних разлога, дакле, постоје 4 азотне базе РНК, посебно: аденин (скраћено А), гванин (Г), цитозин (Ц) и урацил (У).

Аденин и гванин спадају у класу пурина, двоструко прстенастих ароматичних хетероцикличних једињења.

Цитозин и урацил, с друге стране, спадају у категорију пиримидина, ароматичних хетероцикличних једињења са једним прстеном.

Поређење са ДНК

Азотне базе које разликују ДНК нуклеотиде су исте као и за РНК, осим за урацил. Уместо потоње постоји азотна база названа тимин (Т), која спада у категорију пиримидина.

Бонд међу нуклеотидима

Сваки нуклеотид који формира било који ланац РНК везује се за следећи нуклеотид, помоћу фосфодиестарске везе између угљеника 3 његове пентозе и одмах следеће нуклеотидне фосфатне групе.

КРАЈ РНК МОЛЕКУЛА

Било која РНА полинуклеотидна нит има два краја, позната као 5 'крај (читај "завршава првих пет") и завршава 3' (чита "тип три први").

По договору, биолози и генетичари су установили да 5 ' крај представља главу РНА филамента, док 3' крај представља његов реп .

Са хемијске тачке гледишта, 5 'крај се поклапа са фосфатном групом првог нуклеотида полинуклеотидног ланца, док се 3' крај поклапа са хидроксилном групом постављеном на угљенику 3 последњег нуклеотида истог ланца.

На основу ове организације, у генетици и молекуларним биолошким књигама, полинуклеотидни ланци било које нуклеинске киселине су описани на следећи начин: П-5 '→ 3'-ОХ (* НБ: слово П означава атом фосфор из фосфатне групе).

Применом концепата 5 'крајева и 3' крајева на један нуклеотид, 5 'крај ове последње је фосфатна група везана за угљеник 5, док је њен 3' крај хидроксилна група комбинована са угљеником 3.

У оба случаја, читаоц је позван да обрати пажњу на бројчану рецидиву: 5 'крај - фосфатну групу на угљенику 5 и 3' крај - хидроксилну групу на угљенику 3.

лоцализатион

У нуклеираним ћелијама (тј. Са језгром) живог бића, РНК молекули се могу наћи иу језгру иу цитоплазми .

Ова широка локализација зависи од чињенице да се неки од ћелијских процеса, са РНА као протагонистом, налазе у језгру, док се други одвијају у цитоплазми.

Поређење са ДНК

ДНК еукариотских организама (дакле и људске ДНК) налази се искључиво унутар ћелијског језгра.

резиме

Процес синтезе РНК заснива се на интрацелуларном ензиму (тј. Налази се у ћелији), названом РНК полимераза (НБ: ензим је протеин).

РНА полимераза ћелије користи ДНК, присутну унутар језгра исте ћелије, као да је калуп, да би створила РНК.

Другим речима, то је нека врста копирке која преписује оно што враћа ДНК на други језик, а то је РНК.

Штавише, овај процес синтезе РНК, помоћу РНА полимеразе, узима научно име транскрипције .

Еукариотски организми, као и људи, поседују 3 различите класе РНА полимераза : РНА полимераза И, РНА полимераза ИИ и РНА полимераза ИИИ.

Свака класа РНК полимеразе ствара посебне типове РНК, које, као што читалац може да утврди у наредним поглављима, имају различите биолошке улоге у контексту ћелијског живота.

КАКО РАДИ ПОЛИМЕРАЗНА РНА

РНА полимераза је у стању да:

• Препознајте, на ДНК, локацију из које почиње транскрипција,
• Везати се за ДНК,
• Одвојите два полинуклеотидна ланца ДНК (који се држе заједно водоничним везама између азотних база), тако да делују само на једну линију, и
• Започети синтезу РНК транскрипта.

Свака од ових фаза се одвија кад год је РНА полимераза спремна да спроведе процес транскрипције. Дакле, то су сви обавезни кораци.

РНК полимераза синтетише РНК молекуле у правцу 5 ' → 3' . Како додаје рибонуклеотиде у растућу молекулу РНК, она се креће у ланац ДНК плијесни у правцу 3 ' → 5' .

МОДИФИКАЦИЈЕ РНК ТРАНСЦРИПТА

Након његове транскрипције, РНК пролази кроз неке модификације, укључујући: додавање неких нуклеотидних секвенци на оба краја, губитак такозваних интрона (процес познат као спајање ), итд.

Према томе, у односу на оригинални ДНК сегмент, резултујућа РНК има неке разлике у односу на дужину полинуклеотидног ланца (у принципу је краћа).

tipovi

Постоји неколико типова РНК .

Најпознатије и најразвијеније су: транспортна РНК (или преносна РНА или тРНА ), РНК (или РНК гласник или мРНА ), рибосомска РНК (или рибосомска РНА или рРНА ) и мала нуклеарна РНК (или мала нуклеарна РНА или снРНА ).

Иако покривају различите специфичне улоге, тРНА, мРНА, рРНА и снРНА све доприносе остварењу заједничког циља: синтезе протеина, почевши од нуклеотидних секвенци присутних у ДНК.

ОСТАЛИ ТИПОВИ РНА СТИЛЛ

У ћелијама еукариотских организама, истраживачи су пронашли и друге типове РНК, поред горе наведених. На пример:

• Микро РНК (или миРНА ), које су влакна дужине нешто веће од 20 нуклеотида, и
• РНК која чини рибозиме . Рибозими су РНК молекули са каталитичком активношћу, као што су ензими.

МиРНА и рибозими такође учествују у процесу синтезе протеина, баш као и тРНА, мРНА итд.

функција

РНК представља биолошку макромолекулу пролаза између ДНК и протеина, тј. Дугих биополимера чије су молекуларне јединице аминокиселине .

РНК је упоредива са речником генетичке информације, јер омогућава да се нуклеотидни сегменти ДНК (који су тада такозвани гени) преведу у амино киселине протеина.

Један од најчешћих описа функционалне улоге, покривене РНК, је: "РНК је нуклеинска киселина укључена у кодирање, декодирање, регулацију и експресију гена".

РНК је један од три кључна елемента тзв. Централне догме молекуларне биологије, која каже: "РНК потиче од ДНК, из које потичу протеини" ( ДНК → РНК → протеини ).

ТРАНСЦРИПТИОН АНД ТРАНСЛАТИОН

Укратко, транскрипција је низ ћелијских реакција које воде до формирања РНК молекула, почевши од ДНК.

Превод, с друге стране, је скуп ћелијских процеса који завршавају са производњом протеина, почевши од РНА молекула произведених током процеса транскрипције.

Биолози и генетичари су сковали термин "превођење", јер из језика нуклеотида прелазимо на језик аминокиселина.

ВРСТЕ И ФУНКЦИЈЕ

Процеси транскрипције и транслације виде све горе поменуте типове АНН (тРНА, мРНА, итд.) Као протагонисте:

• МРНА је РНК молекул који кодира протеин . Другим речима, мРНК су протеини пре процеса превођења нуклеотида у протеинске амино киселине.

  МРНА подлежу неколико модификација након њихове транскрипције.

• ТРНАс су некодирајуће РНК молекуле, али и даље битне за формирање протеина. У ствари, они играју кључну улогу у дешифровању онога што молекуле мРНК извештавају.

  Име "транспортна РНК" потиче од чињенице да ове АНС носе на себи аминокиселину. Да будемо прецизнији, свака амино киселина одговара специфичној тРНА.

  ТРНАс интерагују са мРНА, кроз три посебна нуклеотида њихове секвенце.

• РРНК су РНК молекули који формирају рибозоме . Рибосоми су комплексне ћелијске структуре, које, крећући се дуж мРНА, спајају аминокиселине протеина.

  Генерички рибозом садржи, у њему, неке локације, у којима је у стању да смести тРНК и натера их да се сретну са мРНК. Овде су три горенаведена нуклеотида интеракција са РНК.

• СнРНА су РНК молекули који учествују у процесу спајања интрона на мРНК. Интрони су кратки сегменти некодирајућих мРНА, бескорисни у сврху синтезе протеина.
• Рибозими су РНК молекули који катализују сечење рибонуклеотидних филамената, где је потребно.

Слика: транслација мРНА.