Interakcija i struktura IRNA, tRNA, RRNA - tri glavne nukleinske kiseline, smatra takva znanost kao što je citologija. Pomoći će otkriti koja je uloga transportne ribonukleinske kiseline (tRNA) u stanicama. Ova vrlo mala, ali u isto vrijeme nedvojbeno važna molekula sudjeluje u procesu kombiniranja proteina koji čine tijelo.
Koja je struktura tRNA? Vrlo je zanimljivo razmotriti ovu tvar "iznutra", saznati njezinu biokemiju i biološku ulogu. I također, kako su struktura tRNA i njezina uloga u sintezi proteina međusobno povezani?
Što je tRNA, kako radi?
Transport ribonukleinske kiseline sudjeluje u izgradnji novih proteina. Gotovo 10% svih ribonukleinskih kiselina je transportno. Kako bismo razjasnili od kojih kemijskih elemenata nastaje molekula, opisati ćemo strukturu sekundarne strukture tRNA. Sekundarna struktura razmatra sve glavne kemijske veze između elemenata.
Ovo je makromolekula koja se sastoji od polinukleotidnog lanca. Dušične baze u njemu povezane su vodikovim vezama. Kao i u DNK, RNA ima 4 dušične baze: adenin,citozin, gvanin i uracil. U tim spojevima, adenin je uvijek povezan s uracilom, a gvanin, kao i obično, s citozinom.
Zašto nukleotid ima prefiks ribo-? Jednostavno, svi linearni polimeri koji imaju ribozu umjesto pentoze na bazi nukleotida nazivaju se ribonukleinskim. A prijenosna RNA je jedna od 3 vrste upravo takvog ribonukleinskog polimera.
Struktura tRNA: biokemija
Pogledajmo u najdublje slojeve molekularne strukture. Ovi nukleotidi imaju 3 komponente:
- Saharoza, riboza je uključena u sve vrste RNA.
- fosforna kiselina.
- Dušične baze. To su purini i pirimidini.
Dušične baze su međusobno povezane jakim vezama. Uobičajeno je dijeliti baze na purinske i pirimidinske.
Purini su adenin i guanin. Adenin odgovara adenil nukleotidu od 2 međusobno povezana prstena. A gvanin odgovara istom nukleotidu gvanina "jednog prstena".
Piramidini su citozin i uracil. Pirimidini imaju jednostruku prstenastu strukturu. U RNK nema timina, budući da je zamijenjen elementom kao što je uracil. Ovo je važno razumjeti prije nego što pogledate druge strukturne značajke tRNA.
Vrste RNA
Kao što vidite, struktura TRNA se ne može ukratko opisati. Morate proniknuti u biokemiju da biste razumjeli svrhu molekule i njezinu pravu strukturu. Koji su još poznati ribosomski nukleotidi? Tu su i matrične ili informacijske i ribosomske nukleinske kiseline. Skraćeno kao RNA i RNA. Sve 3molekule blisko surađuju jedna s drugom u stanici tako da tijelo prima ispravno strukturirane proteinske globule.
Nemoguće je zamisliti rad jednog polimera bez pomoći 2 druga. Strukturne značajke tRNA postaju razumljivije kada se promatraju zajedno s funkcijama koje su izravno povezane s radom ribosoma.
Struktura IRNA, tRNA, RRNA slična je na mnogo načina. Svi imaju ribozu bazu. Međutim, njihova struktura i funkcije su različite.
Otkriće nukleinskih kiselina
Švicarac Johann Miescher pronašao je makromolekule u jezgri stanice 1868. godine, kasnije nazvane nukleini. Naziv "nukleini" dolazi od riječi (nukleus) - jezgra. Iako je nešto kasnije ustanovljeno da u jednostaničnih stvorenja koja nemaju jezgru te tvari također postoje. Sredinom 20. stoljeća dobila je Nobelovu nagradu za otkriće sinteze nukleinskih kiselina.
TRNA funkcionira u sintezi proteina
Sam naziv - prijenosna RNA govori o glavnoj funkciji molekule. Ova nukleinska kiselina "donosi" sa sobom esencijalnu aminokiselinu potrebnu ribosomskoj RNA za stvaranje određenog proteina.
Molekula tRNA ima nekoliko funkcija. Prva je prepoznavanje IRNA kodona, druga funkcija je isporuka građevnih blokova – aminokiselina za sintezu proteina. Neki više stručnjaka razlikuju akceptorsku funkciju. Odnosno, dodavanje aminokiselina prema kovalentnom principu. Enzim kao što je aminocil-tRNA sintataza pomaže u "vezivanju" ove aminokiseline.
Kako je struktura tRNA povezana s njomfunkcije? Ova posebna ribonukleinska kiselina raspoređena je tako da se s jedne njezine strane nalaze dušične baze, koje su uvijek povezane u paru. To su elementi koji su nam poznati - A, U, C, G. Točno 3 "slova" ili dušične baze čine antikodon - obrnuti skup elemenata koji s kodonom stupa u interakciju prema principu komplementarnosti.
Ova važna strukturna značajka tRNA osigurava da neće biti pogrešaka pri dekodiranju šablonske nukleinske kiseline. Uostalom, o točnom slijedu aminokiselina ovisi hoće li se protein koji je tijelu u ovom trenutku potreban pravilno sintetizirati.
Značajke zgrade
Koje su strukturne značajke tRNA i njezina biološka uloga? Ovo je vrlo drevna struktura. Njegova veličina je negdje oko 73 - 93 nukleotida. Molekularna težina tvari je 25.000-30.000.
Struktura sekundarne strukture tRNA može se rastaviti proučavanjem 5 glavnih elemenata molekule. Dakle, ova nukleinska kiselina sastoji se od sljedećih elemenata:
- enzimska kontaktna petlja;
- petlja za kontakt s ribosomom;
- antikodonska petlja;
- prihvatnik;
- sam antikodon.
I također dodijelite malu varijabilnu petlju u sekundarnoj strukturi. Jedno rame u svim vrstama tRNA je isto - stabljika od dva ostatka citozina i jednog adenozinskog ostatka. Na tom mjestu dolazi do povezivanja s 1 od 20 dostupnih aminokiselina. Svaka aminokiselina ima zaseban enzim - vlastitu aminoacil-tRNA.
Sve informacije koje šifriraju strukturu svihnukleinske kiseline nalaze se u samoj DNK. Struktura tRNA u svim živim bićima na planeti gotovo je identična. Izgledat će kao list kada se gleda u 2-D.
Međutim, ako gledate u volumen, molekula podsjeća na geometrijsku strukturu u obliku slova L. Ovo se smatra tercijarnom strukturom tRNA. Ali za praktičnost proučavanja uobičajeno je vizualno "odvrtati". Tercijarna struktura nastaje kao rezultat interakcije elemenata sekundarne strukture, onih dijelova koji se međusobno nadopunjuju.
TRNA krakovi ili prstenovi igraju važnu ulogu. Jedna ruka, na primjer, potrebna je za kemijsko povezivanje s određenim enzimom.
Karakteristična karakteristika nukleotida je prisutnost ogromnog broja nukleozida. Postoji više od 60 vrsta ovih manjih nukleozida.
Struktura tRNA i kodiranje aminokiselina
Znamo da je tRNA antikodon dugačak 3 molekule. Svaki antikodon odgovara specifičnoj, "osobnoj" aminokiselini. Ova aminokiselina je povezana s molekulom tRNA pomoću posebnog enzima. Čim se 2 aminokiseline spoje, veze s tRNA se prekidaju. Svi kemijski spojevi i enzimi su potrebni do potrebnog vremena. Ovako su struktura i funkcije tRNA međusobno povezane.
U stanici postoji 61 vrsta takvih molekula. Matematičke varijacije mogu biti 64. Međutim, nedostaju 3 vrste tRNA zbog činjenice da upravo ovaj broj stop kodona u IRNA nema antikodone.
Interakcija IRNA i TRNA
Razmotrimo interakciju tvari s MRNA i RRNA, kao i strukturne značajke TRNA. Struktura i namjenamakromolekule su međusobno povezane.
Struktura IRNA kopira informacije iz zasebnog dijela DNK. Sama DNK prevelika je veza molekula i nikada ne napušta jezgru. Stoga je potrebna posrednička RNA - informativna.
Na temelju slijeda molekula koje kopira RNA, ribosom izgrađuje protein. Ribosom je zasebna polinukleotidna struktura, čiju strukturu treba objasniti.
interakcija ribosomalne tRNA
Ribosomalna RNA je ogromna organela. Njegova molekularna težina je 1 000 000 - 1 500 000. Gotovo 80% ukupne količine RNA su ribosomski nukleotidi.
Nekako hvata IRNA lanac i čeka antikodone koji će donijeti tRNA molekule sa sobom. Ribosomska RNA sastoji se od 2 podjedinice: male i velike.
Ribosom se naziva "tvornica", jer se u ovoj organeli odvija sva sinteza tvari potrebnih za svakodnevni život. To je također vrlo drevna stanična struktura.
Kako dolazi do sinteze proteina u ribosomu?
Struktura tRNA i njezina uloga u sintezi proteina međusobno su povezani. Antikodon koji se nalazi na jednoj od strana ribonukleinske kiseline prikladan je u svom obliku za glavnu funkciju - isporuku aminokiselina u ribosom, gdje dolazi do postupnog poravnanja proteina. U suštini, TRNA djeluje kao posrednik. Njegov zadatak je samo donijeti potrebnu aminokiselinu.
Kada se informacija čita iz jednog dijela IRNA, ribosom se pomiče dalje duž lanca. Matrica je potrebna samo za prijenoskodirane informacije o konfiguraciji i funkciji jednog proteina. Zatim, druga tRNA se približava ribosomu sa svojim dušičnim bazama. Također dekodira sljedeći dio RNC-a.
Dekodiranje se događa na sljedeći način. Dušične baze se kombiniraju prema principu komplementarnosti na isti način kao i u samoj DNK. U skladu s tim, TRNA vidi gdje se treba "vezati" i u koji "hangar" poslati aminokiselinu.
Tada se u ribosomu tako odabrane aminokiseline kemijski vežu, korak po korak nastaje nova linearna makromolekula koja se nakon završetka sinteze uvija u globulu (loptu). Korištene tRNA i IRNA, nakon što su ispunile svoju funkciju, uklanjaju se iz "tvornice" proteina.
Kada se prvi dio kodona poveže s antikodonom, određuje se okvir čitanja. Nakon toga, ako iz nekog razloga dođe do pomaka okvira, tada će neki znak proteina biti odbijen. Ribosom ne može intervenirati u ovaj proces i riješiti problem. Tek nakon što je proces završen, 2 rRNA podjedinice se ponovno kombiniraju. U prosjeku, za svakih 104 aminokiselina postoji 1 pogreška. Za svakih 25 već sastavljenih proteina sigurno će se dogoditi najmanje 1 pogreška replikacije.
TRNA kao reliktne molekule
Budući da je tRNA možda postojala u vrijeme nastanka života na Zemlji, naziva se reliktna molekula. Vjeruje se da je RNA prva struktura koja je postojala prije DNK, a zatim evoluirala. Hipoteza RNA svijeta - koju je 1986. godine formulirao laureat W alter Gilbert. Međutim, dokazatijoš uvijek je teško. Teoriju brane očigledne činjenice - molekule tRNA su u stanju pohraniti blokove informacija i na neki način implementirati te informacije, odnosno raditi.
Ali protivnici teorije tvrde da kratak životni vijek tvari ne može jamčiti da je tRNA dobar nositelj bilo koje biološke informacije. Ovi nukleotidi se brzo razgrađuju. Životni vijek tRNA u ljudskim stanicama kreće se od nekoliko minuta do nekoliko sati. Neke vrste mogu trajati i do jednog dana. A ako govorimo o istim nukleotidima u bakterijama, onda su termini puno kraći - do nekoliko sati. Osim toga, struktura i funkcije tRNA previše su složene da bi molekula postala primarni element Zemljine biosfere.
