RNA og DNA. RNA - hva er dette? RNA: strukturen, funksjonen art

De gangene vi lever i er merket enorm forandring, en stor fremgang når folk får svar på nye spørsmål. Livet er raskt fremover, og at ikke lenge siden virket umulig, begynner å bli gjennomført. Det er mulig at det i dag synes handlingen i science fiction, også vil snart overta funksjonene til virkelighet.

En av de viktigste funnene i andre halvdel av det tjuende århundre ble nukleinsyrene RNA og DNA som gjør at folk nærmere rakne naturens mysterier.

nukleinsyrer

Nukleinsyre - er organiske forbindelser som har en høy molekylegenskaper. Det består av hydrogen, karbon, nitrogen og fosfor.

De ble oppdaget i 1869 av F. Miescher, som etterforsket pus. Men da hans oppdagelse ikke feste spesiell betydning. Først senere, når disse syrer finnes i alle dyre- og planteceller, forståelsen av deres enorm rolle.

Det finnes to typer av nukleinsyrer: RNA og DNA (deoksyribonukleinsyre og ribonukleinsyre). Denne artikkelen fokuserer på ribonukleinsyre, men også se på en felles forståelse av hva som utgjør DNA.

Hva er deoksyribonukleinsyre?

DNA - en nukleinsyre bestående av to tråder, som er forbundet ved lov komplementaritetsbestemmende hydrogenbindinger nitrogenholdige baser. Lange kjeder vridd inn i en spiral av en tur inneholder nesten ti nukleotider. Diameteren av dobbeltspiralen på to millimeter, idet avstanden mellom nukleotidene - omtrent en halv nanometer. Lengden av et molekyl og til når flere centimeter. DNA fra en human cellekjernen lengde på nesten to meter.

All den genetiske informasjon inneholdt i DNA-strukturen. Det har DNA-replikasjon, noe som betyr en prosess der et enkelt molekyl produsert to identiske datter -.

Som allerede nevnt, kretsen består av nukleotidene består i sin tur av nitrogenholdige baser (adenin, guanin, tymin, og cytosin) og fosforsyrerest. Alle nukleotider ulike nitrogenbaser. Hydrogenbinding ikke forekommer mellom alle baser, adenin, for eksempel, kan bare få kontakt med tymin eller guanin. Dermed adenin nukleotider i kroppen så mye som thymidylic, og antall guanin lik cytidylic (Chargaff regler). Det viser seg at sekvensen av en kjedesekvens forutbestemmer den andre, og en kjede som speil hverandre. Et slikt mønster, karakterisert ved at nukleotider av de to kjeder som er anordnet på en ordnet og selektivt forbundet, kalles prinsippet om komplementaritet. I tillegg til hydrogen-forbindelser, dobbeltspiralen og hydrofobe grenseflater.

De to kjedene har forskjellige retninger, som er anordnet i motsatte retninger. Derfor treh' motsatte endeaudio er pyati'-enden av en annen kjede.

Eksternt DNA-molekyl som ligner en spiraltrapp, som er sukker-fosfat-hovedkjeden av rekkverk, trinn og - komplementære nitrogenbase.

Hva er RNA?

RNA - en nukleinsyre med monomerer som kalles ribonukleotider.

Ved kjemiske egenskaper er det svært lik DNA ettersom begge polymerer er nukleotider som representerer fosfolirovanny N-glykosid radikal som er bygget på pentosen (fem-karbon sukker), en fosfatgruppe femte karbonatom og en nitrogenbase i et første karbonatom.

Det representerer et polynukleotid kjede (med unntak av virus), som er mye kortere enn for DNA.

En monomer av RNA - er restene av de følgende substanser:

• nitrogenbase;
• fem-karbon sukkerarter;
• fosforsyre.

RNAer pyrimidin (cytosin og uracil) og et purin (adenin, guanin) base. Ribose er et monosakkarid RNA nukleotid.

Forskjellene av RNA og DNA

Nukleinsyrer som skiller seg fra hverandre ved de følgende egenskaper:

• av mengden av det i cellen er avhengig av den fysiologiske tilstanden, alder og organ forsyninger;
• DNA inneholder deoksyribose karbohydrat, og RNA - ribose;
• nitrogenholdig base i DNA - tymin, mens RNA - uracil;
• klasser utføre forskjellige funksjoner, men blir syntetisert på en DNA-matrise;
• DNA består av en dobbel skruelinje, og RNA - fra en enkelt kjede;
• for henne ukarakteristiske Chargaff regler, som virker i DNA;
• RNA lenger mindre baser;
• kjede varierer sterkt i lengde.

Historien av studien

Celle RNA ble først oppdaget av en biokjemiker fra Tyskland, Robert Altman i studiet av gjærceller. I midten av det tjuende århundre demonstrerte den rollen av DNA i genetikk. Bare da er beskrevet, og de typer av RNA, funksjoner, og så videre. 80-90 vekt% i cellen faller på en p-RNA, danner sammen med proteinet og ribosom deltar i proteinbiosyntese.

På sekstitallet av forrige århundre for første gang antydet at det må være en slags som bærer den genetiske informasjonen for proteinsyntesen. Etter denne forskningen funnet ut at det er en slik informasjons ribonukleinsyrer representerer komplementære kopier av gener. De kalles messenger RNA.

Ved dekoding av registrert informasjon involverte de såkalte syretransport.

Senere fremgangsmåter ble utviklet for å oppdage nukleotidsekvens og RNA-strukturen er installert på plass syre. Dermed ble det funnet at noen av dem, som kalles ribozymer kan spalte poliribonukleotidnye kjeden. Som et resultat, begynte vi å tro at i en tid da livet begynte på planeten, og handle RNA uten DNA og proteiner. Dermed alle transformasjoner utføres med hennes deltakelse.

Strukturen av ribonukleinsyre molekylene

Nesten alle av RNA - en enkelt kjede av polynukleotider som er i sin tur består av monoribonukleotidov - purin og pyrimidinbaser.

Nukleotider er de første bokstaver betegner baser:

• adenin (A), A;
• guanin (G), G;
• cytosin (C), C;
• uracil (U), W.

De er forbundet med hverandre tre- og pyatifosfodiefirnymi bindinger.

Det meste forskjellig antall nukleotider (fra flere titalls til flere titalls tusen) som er inkludert i strukturen av RNA. De kan danne sekundær struktur, i det vesentlige bestående av korte dvutsepochnyh strenger, som ble dannet komplementære baser.

Strukturen ribnukleinovoy-molekyl

Som allerede nevnt, har molekylet en enkeltkjedet struktur. RNA-sekundærstruktur og får form som et resultat av samvirket mellom en nukleotid. En polymer hvis monomeren er et nukleotid som består av en sukkerrest av fosforsyre og nitrogenbaser. Eksternt molekyl som en av DNA-trådene. Nukleotider adenin og guanin, er en del av RNA er purin. Cytosin og uracil er pyrimidinbaser.

Syntese-prosessen

Til RNA-molekyl syntetiseres, er matrisen et DNA-molekyl. Ofte er imidlertid den omvendte prosess når nye deoksyribonukleinsyre molekyler dannet på ribonucleic matrise. Dette skjer når replikasjon av visse typer virus.

Grunnlaget for biosyntesen kan også tjene andre molekyler av ribonukleinsyre. Dens transkripsjon som forekommer i cellekjernen, som involverer mange enzymer, men den viktigste av hvilke er en RNA-polymerase.

typer

Avhengig av hvilken type RNA, dets funksjoner er også forskjellig. Det finnes flere typer:

• Informasjon og RNA;
• ribosomal rRNA;
• transport tRNA;
• mindre;
• ribozymer;
• viral.

Informasjon ribonukleinsyre

Slike molekyler blir kalt grunnmasse. De gjør opp cellen for om lag to prosent av totalen. I eukaryote celler, blir de syntetisert i kjernen for DNA-matriser, og deretter passerer inn i cytoplasma og binding til ribosomer. Dessuten blir de maler for proteinsyntese: de er forbundet ved hjelp av overførings RNA, som bærer aminosyrer. Følgelig er prosess av informasjon omdannelse som er realisert i en unik struktur av proteinet. I noen viral RNA er også et kromosom.

Jacob og Mano er åpnere av denne typen. Ikke har en stiv struktur, danner den en krum sløyfekrets. Ikke arbeider, og at RNA er brettet og sammenrullet til en ball, og vedlike finner sted.

mRNA bærer informasjon om den sekvens av aminosyrer i et protein som er syntetisert. Hver aminosyre er kodet i et bestemt sted ved hjelp av genetiske kode, som er særegne:

• Lett - fire mononukleotider mulig å bygge en sekstifire kodoner (genetiske kode);
• neperekreschivaemost - informasjon flyter i en retning;
• kontinuitet - arbeidsprinsipp kommer ned til det faktum at ett-RNA - ett protein;
• universalitet - det ene eller det type aminosyre er kodet i alle levende organismer likt;
• degenerasjon - de tyve aminosyrer er kjent og kodon - sekstien, det vil si at de er kodet av en rekke genetiske kode.

Ribosomal ribonukleinsyre

Slike molekyler utgjør det store flertallet av cellulære RNA, nemlig 80 til 90 prosent av den totale. De kombinerer med proteiner og ribosomer dannes - denne organ utføre proteinsyntese.

Ribosomer bestå sekstifem prosent av den p-RNA og trettifem prosent av proteinet. Dette polynukleotid kjede bøyer seg lett sammen med proteinet.

Ribosom består av aminosyre og peptiddeler. De befinner seg på kontaktflatene.

Ribosomer bevege seg fritt i cellen til å syntetisere proteiner på de riktige stedene. De er ikke veldig spesifikk og kan ikke bare lese informasjon fra mRNA, men også for å danne en matrise med dem.

Transport ribonukleinsyre

tRNA mest studert. De utgjør ti prosent av mobilnettet RNA. Disse typer RNA binder til aminosyrer av et spesielt enzym, og blir levert til ribosomene. I dette tilfellet er de aminosyrene som transporteres av transportmolekyler. Imidlertid skjer det som koder for aminosyre forskjellige kodoner. Deretter overføre dem er det flere transfer RNA.

Det rulles til en ball, når aktiv, funksjon og har form av et kløverblad.

Det utmerker seg på følgende områder:

• akseptor-stammen med en nukleotidsekvens ACC;
• del tjener for feste til ribosomet;
• antikodon som koder for aminosyresekvensen som er festet til dette tRNA.

Minor skjema ribonukleinsyre

Nylig ble RNA arter supplert med en ny klasse, de såkalte små RNA. De er sannsynlig å være en universell styreenhet som aktiveres eller deaktiveres gener i embryonisk utvikling, og styrer prosessene i celler.

Ribozymer også nylig avdekket, de er aktivt involvert, når RNA fermenteres, som en katalysator.

Viral typer syrer

Viruset kan omfatte enten ribonukleinsyre eller deoksyribonukleinsyre. Derfor, med de respektive molekylene kalles RNA-inneholdende. Når injisert inn i cellen av viruset skjer revers transkripsjon - basert på ribonukleinsyre, ny DNA, som er innbakt i cellen, noe som sikrer eksistens og reproduksjonen av viruset. I et annet tilfelle dannelsen av RNA komplementært til mottatt. Virus proteiner vitale funksjoner og reproduksjon går uten DNA, men bare på grunnlag av opplysningene i viruset RNA.

replikering

For å forbedre den generelle forståelse for behovet for å vurdere den replikasjonsprosess, hvor det er to identiske molekyler av nukleinsyren. Så begynner celledeling.

Det involverer DNA-polymerase, DNA-avhengig RNA-polymerase og DNA-ligase.

Replikering prosessen omfatter følgende trinn:

• despiralization - er en sekvensiell slappe forelder DNA spennende hele molekylet;
• hydrogenbindingene er brutt, karakterisert ved at kjedene adskilt og det vises replikerende gaffel;
• justering dNTP frigjøres til basene ordnede kjede;
• spalting av pyrofosfat fra dNTPs molekyler og formasjons fosfornodiefirnyh relasjoner på grunn av energi;
• respiralizatsiya.

Etter dannelsen av datterselskap molekyl delt kjernen, cytoplasma og hvile. Således er de to dattercellene dannes, fullt ut kan mottas all den genetiske informasjon.

I tillegg er den kodede primære struktur av proteiner som syntetiseres i cellen. DNA i denne prosessen tar en indirekte del, i stedet for direkte, består i det faktum at det forekommer ved den DNA-syntese som er involvert i dannelsen av proteiner, RNA. Denne prosessen kalles transkripsjon.

transkripsjon

Syntesen av alle av molekylene finner sted under transkripsjon, dvs. transkribering av genetisk informasjon fra en bestemt operon DNA. Prosessen ligner i enkelte aspekter å replikere, mens andre skiller seg vesentlig fra den.

Likheter omfatter følgende deler:

• er i ferd med å avkveiling av DNA;
• ruptur av hydrogenbindinger mellom de baser kretsene;
• det er komplementært til tilpasse NTF;
• dannelsen av hydrogenbindinger.

Forskjeller fra replikasjon:

• når en skjøtes parti av DNA-transkripsjon, hensiktsmessige transkripsjonelle, mens untwisting undergår replikasjon helt molekyl;
• når den transkriberes tilpasse NTF inneholder ribose og uracil i stedet for tymin;
• Informasjon blir avskrevet bare med et forhåndsbestemt område;
• etter dannelsen av hydrogenbindinger og molekylet kjeden syntetiseres brukket, og kjedet glir med DNA.

For normal drift av den primære strukturen til RNA bør inneholde kun eksoner utrangerte med DNA-områder.

Vi har nettopp startet prosessen med modning av RNA dannet. Silent seksjoner er skåret, sydd og informativ danner en polynukleotid-kjeden. Videre har hver type en karakteristisk transformasjon.

MRNA oppstår sammenføyning startenden. Ved endepartiet blir poliadenilat.

TRNA modifiserte base, som danner en mindre art.

Ved den p-RNA og separate metylerte baser.

Beskytte mot skade og forbedre transport av proteiner inn i cytoplasma. RNA i moden tilstand er forbundet med dem.

Betydning av deoksyribonukleinsyrer og ribonukleinsyrer

Nukleinsyrer er av stor betydning i organismen. De lagres, transporteres til cytoplasma og arvet av dattercellene informasjon om proteiner syntetisert i hver celle. De er tilstede i alle levende organismer, er stabiliteten av disse syrer essensiell for normal funksjon av både cellen og hele organismen. Eventuelle endringer i strukturen ville føre til celleforandringer.