Yleisyys
RNA tai ribonukleiinihappo on nukleiinihappo, joka osallistuu geenien koodaus-, dekoodaus-, säätely- ja ilmentymisprosesseihin. Geenit ovat enemmän tai vähemmän pitkiä DNA -segmenttejä, jotka sisältävät perustiedot proteiinien synteesille.
Kuva: Typpiemäkset RNA -molekyylissä. Lähde: wikipedia.org
Yksinkertaisesti sanottuna RNA on peräisin DNA: sta ja edustaa siirtymämolekyyliä DNA: n ja proteiinien välillä. Jotkut tutkijat kutsuvat sitä "sanakirjaksi, jolla käännetään DNA: n kieli proteiinien kielelle".
RNA-molekyylit ovat peräisin vaihtelevan määrän ribonukleotidien liitosta ketjuissa.Fosfaattiryhmä, typpipohjainen emäs ja 5-hiilinen sokeri, nimeltään riboosi, osallistuvat kunkin yksittäisen ribonukleotidin muodostumiseen.
Mikä on RNA?
RNA tai ribonukleiinihappo on nukleiinihappojen luokkaan kuuluva biologinen makromolekyyli, jolla on keskeinen rooli proteiinien muodostamisessa DNA: sta.
Proteiinien (myös biologisten makromolekyylien) tuottaminen sisältää sarjan soluprosesseja, joita yhdessä kutsutaan proteiinisynteesiksi.
DNA, RNA ja proteiinit ovat välttämättömiä elävien organismien solujen selviytymisen, kehityksen ja asianmukaisen toiminnan varmistamiseksi.
Mikä on DNA?
DNA tai deoksiribonukleiinihappo on toinen luonnossa esiintyvä nukleiinihappo yhdessä RNA: n kanssa.
Rakenteellisesti samanlainen kuin ribonukleiinihappo, deoksiribonukleiinihappo on geneettinen perintö, eli "geenivarasto", joka sisältyy elävien organismien soluihin. RNA: n ja epäsuorasti proteiinien muodostuminen riippuu DNA: sta.
RNA: N HISTORIA
Kuva: riboosi ja deoksiriboosi
RNA: n tutkimus alkoi vuoden 1868 jälkeen, jolloin Friedrich Miescher löysi nukleiinihapot.
Ensimmäiset tältä osin tuodut löydöt ovat peräisin 1900 -luvun 50 -luvun toisen osan ja 60 -luvun ensimmäisen osan väliltä. Näihin löytöihin osallistuneista tiedemiehistä on syytä mainita erityisesti: Severo Ochoa, Alex Rich, David Davies ja Robert Holley.
Vuonna 1977 ryhmä tutkijoita Philip Sharpin ja Richard Robertsin johdolla tulkitsi prosessin silmukointi introneista.
Vuonna 1980 Thomas Cech ja Sidney Altman tunnistivat ribotsyymit.
* Huomautus: tietää, mitä ne ovat silmukointi intronit ja ribotsyymit, katso ANN: n synteesille ja funktioille omistetut luvut.
Rakenne
Kemiallis-biologisesta näkökulmasta RNA on biopolymeeri.Biopolymeerit ovat suuria luonnollisia molekyylejä, jotka ovat seurausta monien pienempien molekyyliyksiköiden, ketjujen tai filamenttien, liitosta.
RNA: n muodostavat monomeerit ovat nukleotideja.
ANN on yleensä yksi ketju
RNA -molekyylit koostuvat yleensä yksittäisistä nukleotidiketjuista (polynukleotidiketjuista).
Solu -RNA: iden pituus vaihtelee alle sadasta jopa useisiin tuhansiin nukleotideihin.
Aineosien nukleotidien lukumäärä riippuu kyseisen molekyylin roolista.
Vertailu DNA: n kanssa
Toisin kuin RNA, DNA on biopolymeeri, joka koostuu yleensä kahdesta nukleotidisäikeestä.
Yhdistettynä näillä kahdella polynukleotidifilamentilla on vastakkaiset suunnat, ja ne muodostavat toisiinsa käärittyään kaksoiskierukan, joka tunnetaan ”kaksoiskierreksi”.
Yleinen ihmisen DNA -molekyyli voi sisältää noin 3,3 miljardia nukleotidia juosetta kohden.
NUKLEOTIDIN YLEINEN RAKENNE
Määritelmän mukaan nukleotidit ovat molekyyliyksiköitä, jotka muodostavat nukleiinihapot RNA ja DNA.
Rakenteelliselta kannalta geneerinen nukleotidi syntyy kolmen elementin yhdistämisestä, jotka ovat:
- Fosfaattiryhmä, joka on fosforihapon johdannainen;
- Pentoosi eli sokeri, jossa on 5 hiiliatomia;
- Typpipitoinen emäs, joka on aromaattinen heterosyklinen molekyyli.
Pentoosi edustaa nukleotidien keskeistä elementtiä, koska fosfaattiryhmä ja typpipitoinen emäs sitoutuvat siihen.
Kuva: Elementit, jotka muodostavat nukleiinihapon geneerisen nukleotidin. Kuten voidaan nähdä, fosfaattiryhmä ja typpiemäs sitoutuvat sokeriin.
Kemiallinen sidos, joka pitää pentoosin ja fosfaattiryhmän yhdessä, on fosfodiesterisidos, kun taas kemiallinen sidos, joka sitoo pentoosin ja typpiemäksen, on N-glykosidisidos.
Mikä on RNA: n pentoosi?
Lähtökohta: kemistit ovat ajatelleet numeroida orgaanisten molekyylien muodostavat hiilit siten, että niiden tutkimus ja kuvaus on yksinkertaisempaa. Näin ollen pentoosin viidestä hiilestä tulee tässä: hiili 1, hiili 2, hiili 3, hiili 4 ja hiili 5. Numeroiden myöntämisperuste on melko monimutkainen, joten katsomme aiheelliseksi jättää selityksen pois.
5-hiilinen sokeri, joka erottaa RNA: n nukleotidirakenteen, on riboosi.
Riboosin viidestä hiiliatomista ne ansaitsevat erityisen maininnan:
- The hiili 1, koska se sitoutuu typpiemäkseen N-glykosidisidoksen kautta.
- The hiili 2, koska se erottaa RNA -nukleotidien pentoosin DNA -nukleotidien pentoosista.RNA: n 2 hiileen on yhdistetty happiatomi ja vetyatomi, jotka yhdessä muodostavat OH -hydroksyyliryhmän.
- The hiili 3, koska se on se, joka osallistuu kahden peräkkäisen nukleotidin väliseen sidokseen.
- The hiili 5, koska se liittyy fosfaattiryhmään fosfodiesterisidoksen kautta.
Sokeririboosin läsnäolon vuoksi RNA: n nukleotidit saavat ribonukleotidien nimen.
Vertailu DNA: n kanssa
DNA -nukleotidien muodostava pentoosi on deoksiriboosi.
Deoksiriboosi eroaa riboosista hiiliatomin happiatomien puutteen vuoksi.
Siten siitä puuttuu hydroksyyliryhmä OH, joka luonnehtii RNA: n 5-hiilisokeria.
Deoksiriboosisokerin läsnäolon vuoksi DNA -nukleotidit tunnetaan myös deoksiribonukleotideina.
NUKLEOTIDI- JA TYYPERÄTYYPIT
RNA: ssa on 4 erilaista nukleotidityyppiä.
Näiden neljän erityyppisen nukleotidin erottaminen on vain typpipitoinen emäs.
Näin ollen ilmeisistä syistä RNA: n typpiemäkset ovat 4, erityisesti: adeniini (lyhenne A), guaniini (G), sytosiini (C) ja urasiili (U).
Adeniini ja guaniini kuuluvat puriinien, kaksirenkaisten aromaattisten heterosyklisten yhdisteiden luokkaan.
Sytosiini ja urasiili kuuluvat toisaalta pyrimidiinien, yksirenkaisten aromaattisten heterosyklisten yhdisteiden luokkaan.
Vertailu DNA: n kanssa
Typen emäkset, jotka erottavat DNA: n nukleotidit, ovat samat kuin RNA: n, paitsi urasiili. Jälkimmäisen sijasta "c" on typpiemäs, tymiini (T), joka kuuluu pyrimidiinien luokkaan.
LINKKI NUKLEOTIDIEN VÄLILLE
Jokainen nukleotidi, joka muodostaa minkä tahansa RNA -juosteen, sitoutuu seuraavaan nukleotidiin fosfodiesterisidoksen avulla sen pentoosin hiilen 3 ja välittömästi seuraavan nukleotidin fosfaattiryhmän välillä.
RNA -MOLEKUULIN LOPPU
Millä tahansa RNA: n polynukleotidiketjulla on kaksi päätä, jotka tunnetaan 5 "-päänä (lue" lopullinen viides alkuluku ") ja päätä 3" (lue "pää kolme alkeista").
Sopimuksen mukaan biologit ja geneetikot ovat todenneet, että "pää 5" edustaa RNA -juosteen päätä, kun taas "pää 3" edustaa sen häntää.
Kemiallisesta näkökulmasta "5 -pää" on sama kuin polynukleotidiketjun ensimmäisen nukleotidin fosfaattiryhmä, kun taas "3 -pää" on sama ketju, joka on saman ketjun viimeisen nukleotidin hiilellä 3 sijoitettu hydroksyyliryhmä.
Tämän organisaation perusteella minkä tahansa nukleiinihapon polynukleotidifilamentit kuvataan genetiikan ja molekyylibiologian kirjoissa seuraavasti: P -5 "→ 3" -OH (* Huomaa: kirjain P osoittaa " fosfaattiryhmän fosforiatomi).
Sovellettaessa käsitteitä 5 "pää ja 3" pää yhteen nukleotidiin, jälkimmäisen "5 pää" on fosfaattiryhmä, joka on sitoutunut hiileen 5, kun taas sen 3 "pää on hydroksyyliryhmä, joka on liitetty hiileen 3.
Molemmissa tapauksissa s "kehottaa lukijaa kiinnittämään huomiota numeeriseen toistumiseen: loppu 5" - fosfaattiryhmä hiilellä 5 ja loppu 3 " - hydroksyyliryhmä hiilellä 3.
Sijainti
Elävän olennon ydinsoluissa (eli ytimessä) RNA -molekyylejä löytyy sekä ytimestä että sytoplasmasta.
Tämä laaja lokalisointi riippuu siitä, että jotkut soluprosesseista, joiden päähenkilö on RNA, sijaitsevat ytimessä, kun taas toiset tapahtuvat sytoplasmassa.
Vertailu DNA: n kanssa
Eukaryoottisten organismien DNA (siksi myös ihmisen DNA) sijaitsee vain solun ytimen sisällä.
- RNA on pienempi biologinen molekyyli kuin DNA, joka koostuu yleensä yhdestä nukleotidisäikeestä.
- Pentoosi, joka muodostaa ribonukleiinihapon nukleotidit, on riboosi.
- RNA -nukleotidit tunnetaan myös ribonukleotideina.
- Nukleiinihappo -RNA: lla on vain 3 neljästä typpipitoisesta emäksestä DNA: n kanssa.
- RNA voi sijaita solun eri osastoissa ytimestä sytoplasmaan.
Synteesi
RNA -synteesiprosessin päähenkilö on solunsisäinen entsyymi (eli se sijaitsee solun sisällä), jota kutsutaan RNA -polymeraasiksi (HUOM: entsyymi on proteiini).
Solun RNA -polymeraasi käyttää RNA: n luomiseen saman solun ytimen sisällä olevaa DNA: ta, ikään kuin se olisi templaatti.
Toisin sanoen se on eräänlainen kopiokone, joka kirjoittaa sen, mitä DNA raportoi eri kielellä, joka on "RNA".
Lisäksi tämä RNA: n synteesiprosessi RNA -polymeraasin avulla saa transkription tieteellisen nimen.
Eukaryoottisilla organismeilla, kuten ihmisillä, on kolme erilaista RNA -polymeraasiluokkaa: RNA -polymeraasi I, RNA -polymeraasi II ja RNA -polymeraasi III.
Jokainen RNA -polymeraasiluokka luo erityisiä RNA -tyyppejä, joilla, kuten lukija voi varmistaa seuraavissa luvuissa, on erilaiset biologiset roolit soluelämän yhteydessä.
MITEN RNA -POLYMERAASI TOIMII
"RNA -polymeraasi pystyy:
- Tunnista DNA: sta sivusto, josta transkriptio aloitetaan,
- Sitoudu DNA: han,
- Erota kaksi DNA: n polynukleotidiketjua (joita typpipitoisten emästen väliset vetysidokset pitävät yhdessä) siten, että ne vaikuttavat vain yhteen juosteeseen, ja
- Aloita RNA -transkriptin synteesi.
Jokainen näistä vaiheista tapahtuu aina, kun "RNA -polymeraasi aikoo suorittaa transkriptioprosessin. Siksi ne ovat kaikki pakollisia vaiheita."
RNA -polymeraasi syntetisoi RNA -molekyylejä 5 "→ 3" -suunnassa. Kun se lisää ribonukleotideja syntyvään RNA -molekyyliin, se siirtyy templaatin DNA -juosteelle 3 "→ 5" -suunnassa.
RNA -KIRJOITUKSEN MUUTOKSET
Transkription jälkeen RNA: han tehdään joitain muutoksia, mukaan lukien: joidenkin nukleotidisekvenssien lisääminen molemmissa päissä, ns. Intronien menetys (prosessi, joka tunnetaan nimellä silmukointi) jne.
Siksi alkuperäiseen DNA -segmenttiin verrattuna tuloksena olevalla RNA: lla on joitain eroja polynukleotidiketjun pituudessa (se on yleensä lyhyempi).
Tyypit
RNA: ta on erilaisia.
Tunnetuimmat ja tutkituimmat ovat: "kuljetus -RNA (tai siirto -RNA tai tRNA)", "lähetti -RNA (tai lähetti -RNA tai mRNA)", "ribosomaalinen RNA (tai ribosomaalinen RNA tai rRNA) ja pieni ydin -RNA (tai pieni ydin -RNA tai snRNA).
Vaikka niillä on erilaisia spesifisiä rooleja, tRNA, mRNA, rRNA ja snRNA edistävät yhteisen tavoitteen saavuttamista: proteiinien synteesiä alkaen DNA: ssa olevista nukleotidisekvensseistä.
Vielä muut RNA -tyypit
Eukaryoottisten organismien soluista tutkijat löysivät muita RNA -tyyppejä edellä mainittujen 4 lisäksi. Esimerkiksi:
- Mikro -RNA: t (tai miRNA: t), jotka ovat hieman yli 20 nukleotidin pituisia säikeitä, esim.
- RNA, joka muodostaa ribotsyymit Ribotsyymit ovat RNA -molekyylejä, joilla on katalyyttinen aktiivisuus, kuten entsyymejä.
MiRNA: t ja ribotsyymit osallistuvat myös proteiinisynteesiprosessiin, aivan kuten tRNA, mRNA jne.
Toiminto
RNA edustaa biologista makromolekyyliä DNA: n ja proteiinien välillä, eli pitkiä biopolymeerejä, joiden molekyyliyksiköt ovat aminohappoja.
RNA on verrattavissa geneettisen informaation sanakirjaan, koska se mahdollistaa DNA: n nukleotidisegmenttien (jotka ovat sitten ns. Geenejä) kääntämisen proteiinien aminohapoiksi.
Yksi yleisimmistä kuvauksista "RNA: n toiminnallisesta roolista on seuraava:" RNA on "nukleiinihappo, joka osallistuu geenien koodaukseen, dekoodaukseen, säätelyyn ja ilmentymiseen".
"RNA on yksi kolmesta keskeisestä elementistä niin sanotussa molekyylibiologian keskeisessä dogmassa, jossa todetaan:" DNA: sta peräisin "RNA, josta vuorostaan saadaan proteiineja" (DNA → RNA → proteiinit).
KIRJOITUS JA KÄÄNNÖS
Lyhyesti sanottuna transkriptio on sarja solureaktioita, jotka johtavat RNA -molekyylien muodostumiseen, alkaen DNA: sta.
Toisaalta käännös on joukko soluprosesseja, jotka päättyvät proteiinien tuotantoon alkaen transkriptioprosessin aikana tuotetuista RNA -molekyyleistä.
Biologit ja geneetikot ovat keksineet termin "käännös", koska nukleotidien kielestä siirrymme aminohappojen kielelle.
TYYPIT JA TOIMINNOT
Transkriptio- ja translaatioprosessit näkevät kaikki edellä mainitut RNA -tyypit päähenkilöinä (tRNA, mRNA jne.):
- MRNA on RNA -molekyyli, joka koodaa proteiinia. Toisin sanoen mRNA: t ovat proteiineja ennen nukleotidien kääntämistä proteiinien aminohapoiksi.
MRNA: t käyvät läpi useita muutoksia niiden transkription jälkeen. - TRNA: t ovat koodaamattomia RNA-molekyylejä, mutta kuitenkin välttämättömiä proteiinien muodostumiselle. Itse asiassa niillä on keskeinen rooli tulkittaessa mitä mRNA -molekyylit raportoivat.
Nimi "kuljetus -RNA" johtuu siitä, että näissä RNA: ssa on aminohappo. Tarkemmin sanottuna jokainen aminohappo vastaa tiettyä tRNA: ta.
TRNA: t ovat vuorovaikutuksessa mRNA: n kanssa kolmen tietyn sekvenssin nukleotidin kautta. - RRNA: t ovat RNA -molekyylejä, jotka muodostavat ribosomit. Ribosomit ovat monimutkaisia solurakenteita, jotka liikkuvat mRNA: ta pitkin ja yhdistävät proteiinin aminohapot.
Yleinen ribosomi sisältää sen sisällä joitakin kohtia, joissa se pystyy tallentamaan tRNA: t ja saattamaan ne kohtaamaan mRNA: n. - SnRNA: t ovat RNA -molekyylejä, jotka osallistuvat prosessiin silmukointi intronit ovat lyhyitä segmenttejä ei-koodaavasta mRNA: sta, hyödyttömiä proteiinisynteesiä varten.
- Ribotsyymit ovat RNA -molekyylejä, jotka katalysoivat ribonukleotidisäikeiden leikkaamista tarvittaessa.
Kuva: mRNA: n translaatio.
.jpg)
