RNA a DNA. RNA - čo je to? RNA: štruktúra, funkcie, druhy

Doba, v ktorej žijeme, je označený obrovskú zmenu, veľký pokrok, keď sa ľudia dostať odpovede na nové otázky. Život sa rýchlo dopredu, a že nie je to tak dávno zdalo nemožné, začne byť vykonávaná. Je možné, že sa dnes javí dej science fiction, tiež čoskoro získajú rysy reality.

Jedným z najdôležitejších objavov v druhej polovici dvadsiateho storočia sa stal nukleovej kyseliny, RNA a DNA, ktorá si ľudia bližšie k rozpletení tajomstvo prírody.

nukleové kyseliny

Nukleová kyselina - sú organické zlúčeniny, ktoré majú vysokú molekulovú vlastnosti. To sa skladá z vodíka, uhlíka, dusíka a fosforu.

Boli objavené v roku 1869 F. Miescher, ktorý vyšetroval hnis. Ale potom sa jeho objav neprikladal osobitný význam. Až neskôr, keď sú tieto kyseliny nachádzajú vo všetkých živočíšnych a rastlinných buniek, pochopenie ich obrovskú úlohu.

K dispozícii sú dva typy nukleových kyselín: DNA a RNA (ribonukleová kyselina deoxyribonukleová). Tento článok sa zameriava na ribonukleovej kyseliny, ale tiež sa pozrieť na spoločné chápanie toho, čo tvorí DNA.

Čo je deoxyribonukleová kyselina?

DNA - nukleovej kyseliny sa skladá z dvoch prvkov, ktoré sú spojené vodíkovými väzbami s právom komplementarity dusíkatými bázami. Dlhé reťazce stočené do špirály jedného závitu obsahuje takmer desať nukleotidov. Priemer dvojitej špirály dvoch milimetrov, je vzdialenosť medzi nukleotidy - asi pol nanometra. Dĺžka jednej molekuly niekedy dosahuje niekoľko centimetrov. DNA ľudského dĺžky bunkového jadra takmer dva metre.

V štruktúre DNA obsahuje všetky genetickej informácie. To má replikáciu DNA, čím sa rozumie proces, pri ktorom jedna molekula vyrobeného dva identické - dcérske.

Ako už bolo uvedené, že obvod sa skladá z nukleotidov obsiahnutých v poradí dusíkatých báz (adenín, guanín, tymín a cytozín) a zvyškom kyseliny fosforečnej. Všetky nukleotidy rôzne dusíkaté bázy. Vodíkové väzby nedochádza medzi všetky základy, adenín, napríklad, môže pripojiť iba tymín alebo guanín. Tak, adenínu nukleotidy v tele rovnako ako thymidilovou, a počet sa rovná guanínu cytidylic (pravidlá Chargaff v). Ukazuje sa, že sekvencia jednej sekvencie reťazca predurčuje druhej, a reťaz ako zrkadlo navzájom. Tento vzorec, kde tieto dva reťazce nukleotidov sú usporiadané v riadnej a selektívne pripojený, sa nazýva princíp komplementarity. Okrem toho, zlúčeniny vodíka, dvojitej špirály a hydrofóbne rozhranie.

Tieto dva reťazce majú rôzne smery, ktorý je usporiadaný v opačných smeroch. Preto, na rozdiel treh'-end jeden je pyati'-koniec druhého vlákna.

Externe molekula DNA sa podobá točité schodisko, ktoré je cukor-fosfátové chrbtice zábradlia, schodov a - doplnkový dusíka.

Čo je RNA?

RNA - nukleová kyselina s monoméry zvaných ribonukleotid.

Podľa chemických vlastností je veľmi podobná DNA, pretože obaja polyméry sú nukleotidy predstavujúce fosfolirovanny N-glykozidu zvyšok, ktorý je postavený na pentóza (päť-uhlík cukru), čo je fosfátová skupina atómu piaty uhlíka a obsahom dusíka v prvom atóme uhlíka.

To predstavuje jeden polynukleotidové reťazec (okrem vírusov), ktorá je oveľa kratšia, než je DNA.

Jeden monomér RNA - sú zvyšky nasledujúcich látok:

• dusíkaté bázy;
• piatich-uhlík monosacharid;
• kyselina fosforitá.

RNA sú pyrimidínu (cytozín a uracil) a purínu (adenín, guanín) bázy. Ribóza je monosacharid RNA nukleotid.

Rozdiely RNA a DNA

Nukleovej kyseliny sa od seba líšia nasledujúcimi charakteristikami:

• jeho množstvo v bunke závisí na fyziologickom stave, veku a orgánových dodávok;
• DNA obsahuje sacharidovú deoxyribózy a RNA - ribóza;
• dusíkaté bázy v DNA - tymín, zatiaľ čo RNA - uracil;
• triedy plniť rôzne funkcie, ale sú syntetizované v DNA matrici;
• DNA sa skladá z dvojitej špirály, a RNA - z jedného reťazca;
• pre jej necharakteristických pravidiel Chargaff, pôsobiacich v DNA;
• RNA už menšie základne;
• reťazca sa veľmi líšia v dĺžke.

História štúdie

Bunková RNA bola prvýkrát objavená biochemik z Nemecka, Robert Altman v štúdii kvasinkových buniek. V polovici dvadsiateho storočia sa preukázali úlohu DNA v genetike. Až potom je popísané a druhy RNA, funkcií, a tak ďalej. 80-90% hmotnosti v bunke pripadá na p-RNA, vytvárajúce spolu s proteínom a ribozóm zúčastňuje biosyntézy proteínov.

V šesťdesiatych rokoch minulého storočia prvýkrát naznačil, že musí existovať nejaký druh, ktorý nesie genetickú informáciu pre syntézu bielkovín. Po výskume zistené, že existuje takéto informácie ribonukleovej kyseliny, ktoré predstavujú komplementárne kópie génov. Nazývajú sa messenger RNA.

Pri dekódovaní zaznamenané informácie sa jednalo o tzv kyseliny dopravy.

Neskôr boli vyvinuté metódy detekciu nukleotidovej sekvencie a RNA štruktúra je inštalovaná v kyseline priestore. Tak bolo zistené, že niektoré z nich, kto volal ribozymy môžu štiepiť poliribonukleotidnye reťazca. Výsledkom je, že sme začali veriť, že v čase, keď sa začal život na planéte, a pôsobiaci RNA bez DNA a proteínov. Tak všetky transformácie vykonávať s ňou účasť.

Štruktúra molekúl ribonukleovej kyseliny

Takmer všetky RNA - jediný reťazec polynukleotidov, ktoré sú, v poradí, pozostávajú z monoribonukleotidov - purínových a pyrimidínových báz.

Nukleotidy sú počiatočné písmená označujú bázy:

• adenín (A), A;
• guanín (G), G;
• cytozín (C), C;
• uracil (U), W.

Sú navzájom spojené troch a pyatifosfodiefirnymi väzieb.

Väčšina iný počet nukleotidov (od niekoľkých desiatok až desiatok tisíc) do štruktúry RNA. Môžu tvoriť sekundárne štruktúru, pozostávajúci v podstate z krátkych dvutsepochnyh prameňov, ktoré vznikli komplementárnych báz.

Štruktúra molekuly ribnukleinovoy kyseliny

Ako už bolo uvedené, má molekula jednovláknovou štruktúru. RNA sekundárne štruktúra prijíma a tvar, v dôsledku interakcie medzi nukleotidov. Polymér, ktorého monomér je nukleotid sa skladá zo zvyšku cukru kyselín fosforu a dusíkatých báz. Externe molekuly ako jedného z reťazcov DNA. Nukleotidy adenín a guanín, sú súčasťou RNA sú purínu. Cytozín a uracil sú pyrimidínová báza.

syntetický proces

K RNA molekuly syntetizované, matrice je molekula DNA. Často sa však opačný proces, keď nové molekuly kyseliny deoxyribonukleovej vytvorená na ribonukleovej matrici. K tomu dochádza, keď replikáciu niektorých typov vírusov.

Základom pre biosyntézu môže slúžiť tiež iné molekuly ribonukleovej kyseliny. Jeho transkripcie, ktorá sa vyskytuje v bunkovom jadre, zahrňujúci mnoho enzýmov, ale najvýznamnejšie z nich je RNA polymeráza.

typy

V závislosti od typu RNA, jeho funkcie sú tiež odlišné. Existuje niekoľko typov:

• Informácie a RNA;
• ribozómovej rRNA;
• prepravné tRNA;
• minor;
• ribozómy;
• vírusovej.

Informácie o ribonukleová kyselina

Takéto molekuly sa nazývajú matrice. Oni tvoria bunku pre asi dve percentá z celkového počtu. V eukaryotických bunkách, ale sú syntetizované v jadre pre DNA čipov, a potom prechádza do cytoplazmy a väzbu na ribozómy. Okrem toho, sa stanú šablóny pre syntézu bielkovín: sú spojené s prenosom RNA, ktoré nesú aminokyselín. Preto proces konverzie informácie, ktoré sa uskutočňuje v unikátnej štruktúre proteínu. V niektorých vírusovej RNA je tiež chromozómu.

Jacob a Mano sú otvárače tohto druhu. Nie je má pevnú štruktúru, tvorí zakrivený slučky obvodu. Nefunguje, a RNA je zložený a zvinie do lopty, a v prevádzkovom stave prebieha.

mRNA nesie informáciu o poradí aminokyselín v proteínu, ktorý je syntetizovaný. Každá aminokyselina je kódovaná v určitom mieste pomocou genetických kódov, ktoré sú typické:

• Triplet - štyri mononukleotidy možné vybudovať šesťdesiat štyri kodóny (genetický kód);
• neperekreschivaemost - informačné toky v jednom smere;
• kontinuita - pracovný princíp príde na to, že jedna RNA - jedného proteínu;
• univerzálnosť - ten či onen typ aminokyseliny kódované vo všetkých živých organizmoch podobne;
• Degenerácia - za dvadsať amino kyselín sú známe a Kodona - šesťdesiat-jedno, to znamená, že sú kódované rad genetických kódov.

Ribozomálnu ribonukleová kyselina

Takéto molekuly tvoria prevažnú väčšinu bunkových RNA, a to, osemdesiat až deväťdesiat percent z celkového počtu. Spájajú s proteínmi a ribozómy sú vytvorené - to organely vykonáva syntézu proteínov.

Ribozómy pozostávajú Šesťdesiat päť percent p-RNA a tridsať päť percent proteínu. Tento polynukleotidy reťazec ľahko ohýba spoločne s proteínom.

Ribozóm sa skladá z aminokyselín a peptidov častí. Sú umiestnené na kontaktných plochách.

Ribozómy voľne pohybovať v bunke k syntéze proteínov na správnych miestach. Sú to veľmi špecifická a vie čítať nielen informácie z mRNA, ale aj k vytvoreniu matrice s nimi.

Doprava ribonukleová kyselina

tRNA najviac študoval. Tvorí desať percent z bunkovej RNA. Tieto typy RNA sa viažu na aminokyseliny podľa osobitného enzýmu a sú dodávané do ribozómy. V tomto prípade sú aminokyseliny dopravovaných transportnými molekulami. Avšak, to sa stáva, ktoré kódujú aminokyselinové sekvencie rôznych kodónov. Potom preniesť existuje niekoľko prenosu RNA.

To valcované do klbka, keď aktívny, funkčné a má tvar štvorlístka.

To rozlišoval nasledujúce oblasti:

• akceptor driek majúci nukleotidovej sekvencie ACC;
• časť slúžiace na upevnenie na ribozómu;
• antikodon kódujúci aminokyselinu, ktorá je pripojená k tomuto tRNA.

Minoritné forma ribonukleová kyselina

V poslednej dobe, druhy RNA boli doplnené nové triedy, tzv malých RNA. Je pravdepodobné, že bude univerzálny regulátor, ktorý aktivovať alebo deaktivovať gény v embryonálnom vývoji, a tiež riadi procesy vo vnútri buniek.

Ribozymy tiež nedávno ukázalo, že sú aktívne zapojené, keď fermentovaný RNA, že je katalyzátor.

Vírusové druhy kyselín

Vírus môže obsahovať buď ribonukleovej kyseliny alebo deoxyribonukleovej. Z tohto dôvodu, s zodpovedajúcimi molekuly sa nazývajú RNA. Po injekcii do bunky vírusu dochádza k reverznej transkripcii - na báze kyseliny ribonukleovej, nové DNA, ktoré sú zakotvené v bunke, čo zaisťuje existenciu a reprodukciu vírusu. V inom prípade, je tvorba RNA komplementárna k prijatej. Vírusy proteíny životné funkcie a reprodukcia pokračuje bez DNA, ale iba na základe informácií obsiahnutých v RNA vírusu.

replikácie

Za účelom zlepšenia všeobecnej porozumenie že je potrebné zvážiť procesu replikácie, v ktorom sú dva identické molekuly nukleovej kyseliny. Tak začína delenie buniek.

To zahŕňa DNA polymerázy, DNA-dependentnej RNA polymerázu a DNA-ligázu.

Proces replikácie zahŕňa nasledujúce kroky:

• despiralization - je sekvenčná odvíjanie materskej DNA vzrušujúce celej molekuly;
• vodíkové väzby sú rozbité, kde reťazce oddeliť a zobrazí sa replikačné vidlice;
• nastavenie dNTP uvoľnené do bázy materskej reťazca;
• Štiepenie pyrofosfátu z dNTPs molekúl a tvorbu fosfornodiefirnyh vzťahov na účet energie;
• respiralizatsiya.

Po vytvorení dcérskej molekuly rozdelené jadra, cytoplazmy, a zvyšok. To znamená, že dve dcérske bunky sú vytvorené, úplne prijal všetky genetickej informácie.

Okrem toho je kódovaný Primárne štruktúra proteínov, ktoré sú syntetizované v bunke. DNA v tomto procese sa nepriamu súčasťou, a nie priamo, spočívajúci v tom, že sa vyskytuje v syntéze DNA podieľa na tvorbe proteínov, RNA. Tento proces sa nazýva transkripcia.

transkripcie

Syntéza všetkých molekúl dochádza počas transkripcie, teda prepis genetickej informácie z určitého operonem DNA. Postup je podobný ako v niektorých aspektoch sa replikovať, zatiaľ čo iné sa výrazne líši od nej.

Podobnosti zahŕňajú tieto prvky:

• sa začína na odvíjacie DNA;
• prasknutie vodíkových väzieb medzi základmi obvodov;
• že je komplementárny k prispôsobenie NVF;
• tvorba vodíkových väzieb.

Rozdiely od replikácie:

• keď zostrihané časť DNA transkripcie, vhodné transkripčný, zatiaľ čo rozkroucení podstúpi replikáciu celej molekuly;
• pri transkripcii prispôsobiť NTF obsahovať ribóza a uracil miesto tymínu;
• Informácie sú odpísané len vo vopred určenom rozsahu;
• po vytvorení vodíkových väzieb a molekula reťazec sa syntetizuje zlomený a sklíčka reťaz s DNA.

Pre normálnu prevádzku primárnej štruktúry RNA, by mal obsahovať len exóny vyradené s DNA miest.

práve sme zahájili proces zrenia RNA vytvorené. Silent úseky sú rezané, šité a informatívne forma polynukleotidové reťazce. Okrem toho, každý z nich má charakteristický transformáciu.

MRNA dochádza spájajúcej počiatočné koniec. Na konci časti pripojí poliadenilat.

Tŕňa modifikované bázy, ktoré tvoria menšinové druhy.

Na p-RNA a samostatných metylovaných báz.

Ochrana proti poškodeniu a zlepšiť transport proteínov do cytoplazmy. RNA v zrelom stave sú s nimi spojené.

Význam deoxyribonukleovej a ribonukleovej kyseliny

Nukleové kyseliny majú veľký význam v živote organizmov. Sú skladované, prepravované do cytoplazmy a dedí informácie dcérskych buniek na proteíny syntetizované v každej bunke. Sú prítomné vo všetkých živých organizmoch, stabilita týchto kyselín je zásadný pre normálne fungovanie ako bunky a celého organizmu. Akékoľvek zmeny v ich štruktúre povedie k bunkovým zmenám.