RNA og DNA. RNA - hvad er det? RNA: struktur, funktion, arter

De tider, vi lever i er markeret kolossal forandring, en stor fremgang, når folk får svar på nye spørgsmål. Livet er hastigt bevæger sig fremad, og at ikke så længe siden syntes umuligt, begynder at blive gennemført. Det er muligt, at der i dag synes handlingen i science fiction, også vil snart erhverve funktionerne i virkeligheden.

En af de vigtigste opdagelser i den anden halvdel af det tyvende århundrede blev den nukleinsyrer RNA og DNA, der gør folk tættere på at udrede de mysterier af naturen.

nukleinsyrer

Nukleinsyre - er organiske forbindelser, der har en høj molekylære egenskaber. Det er sammensat af hydrogen, carbon, nitrogen og phosphor.

De blev opdaget i 1869 af F. Miescher, der undersøgte pus. Men derefter sin opdagelse gjorde ikke vedhæfte særlig betydning. Først senere, når disse syrer findes i alle dyre- og planteceller, forståelsen af deres enorme rolle.

Der er to typer af nucleinsyrer: RNA og DNA (deoxyribonucleinsyre og ribonukleinsyre). Denne artikel fokuserer på ribonukleinsyre, men for en generel forståelse vil også overveje, hvad DNA.

Hvad er deoxyribonukleinsyre?

DNA - en nukleinsyre, der består af to dele, som er forbundet af brint obligationer med lovgivningen i komplementaritet kvælstofholdige baser. Lange kæder snoet i en spiral af en omdrejning indeholder næsten ti nukleotider. Diameteren af den dobbelte helix af to millimeter, afstanden mellem nucleotiderne - omkring halvdelen en nanometer. Længden af et molekyle undertiden når flere centimeter. Længden af DNA'et af kernen af en human celle er næsten to meter.

Alle den genetiske information, der er indeholdt i DNA-struktur. Det har DNA-replikation, hvilket betyder den proces, hvorved et enkelt molekyle produceret to identiske - datterselskaber.

Som allerede bemærket, kredsløbet består af nukleotiderne indeholdt i tur af nitrogenholdige baser (adenin, guanin, thymin og cytosin) og phosphorsyrling rest. Alle nukleotider forskellige kvælstofholdige baser. Hydrogenbindinger opstår ikke mellem alle de baser, adenin, for eksempel, kan forbindes kun med thymin og guanin. Således adeninnukleotider i kroppen så meget som thymidylsyre, og antallet af guanin lig cytidylic (Chargaff regler). Det viser sig, at sekvensen af én kæde sekvens forudbestemmer den anden, og en kæde ligesom spejl hinanden. Et sådant mønster, hvor nukleotiderne i de to kæder er anbragt på en ordnet og selektivt forbundet, kaldes princippet om komplementaritet. Udover hydrogenforbindelser, den dobbelte helix og hydrofobe grænseflader.

De to kæder har forskellige retninger, der er anbragt i modsatte retninger. I modsætning treh'-ende ene er pyati'-enden af den anden streng.

Eksternt, DNA-molekylet ligner en vindeltrappe gelænder som er en sukker-phosphat-rygraden og trin - komplementære baser kvælstof.

Hvad er RNA?

RNA - en nukleinsyre med monomerer kaldes ribonukleotider.

Ved kemiske egenskaber er det meget ligner DNA eftersom begge polymerer er nukleotider repræsenterer fosfolirovanny N-glycosid radikal, som er bygget på pentosen (fem-carbon sukker), en phosphatgruppe femte carbonatom og en nitrogenbase ved en første carbonatom.

Det repræsenterer en polynukleotidkæde (bortset fra virus), som er meget kortere end for DNA.

Én monomer af RNA - er resterne af følgende stoffer:

• nitrogenbase;
• fem-carbon monosaccharid;
• phosphorsyrling.

RNA'er er pyrimidin (cytosin og uracil) og en purin (adenin, guanin) base. Ribose er et monosaccharid RNA nukleotid.

Forskellene i RNA og DNA

Nucleinsyrer adskiller sig fra hinanden ved følgende egenskaber:

• mængden af det i cellen afhænger af de fysiologiske tilstand, alder og organsystemer forsyninger;
• DNA indeholder deoxyribose kulhydrat, og RNA - ribose;
• nitrogenholdig base i DNA - thymin, mens RNA - uracil;
• klasser udføre forskellige funktioner, men er syntetiseret i en DNA-matrix;
• DNA består af en dobbelt spiral, og RNA - fra en enkelt kæde;
• for hendes ukarakteristiske Chargaff regler, der handler i DNA;
• RNA længere mindre baser;
• kæde er meget forskellige i længde.

Historie af undersøgelsen

Cell-RNA blev først opdaget af en biokemiker fra Tyskland, Robert Altman i studiet af gærceller. I midten af det tyvende århundrede det påvist rolle af DNA i genetik. Først da beskrevet og de typer af RNA, funktioner, og så videre. 80-90 vægt-% i cellen falder på en p-RNA, danner sammen med proteinet og ribosom deltager i proteinbiosyntese.

I tresserne af det sidste århundrede for første gang foreslået, at der skal være en slags, der bærer den genetiske information for syntesen af protein. Efter denne forskning fandt, at der er sådan information ribonukleinsyrer repræsenterer komplementære kopier af gener. De kaldes messenger RNA'er.

I afkodning de registrerede oplysninger, de involverede de såkaldte syre transport.

Senere begyndte de at udvikle måder at identificere nukleotidsekvensen og RNA-struktur er installeret i rummet af syre. Således blev det konstateret, at nogle af dem, der kaldte ribozymer kan kløve poliribonukleotidnye kæde. Som et resultat, begyndte vi at tro, at i en tid, hvor livet begyndte på planeten, og handler RNA uden DNA og proteiner. Således alle transformationer udført med hendes deltagelse.

Strukturen af ribonukleinsyremolekylerne

Næsten alle af RNA - en enkelt kæde af polynucleotider, der er til gengæld består af monoribonukleotidov - purin og pyrimidinbaser.

Nukleotider er de indledende bogstaver angiver baser:

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

De er forbundet med hinanden tre- og pyatifosfodiefirnymi bindinger.

Mest forskellige antal nukleotider (fra flere gange ti til titusinder) indbefattet i strukturen af RNA. De kan danne sekundær struktur, i det væsentlige består af korte dvutsepochnyh strenge, som blev dannet komplementære baser.

Strukturen af molekylet ribnukleinovoy syre

Som allerede nævnt, har molekylet en enkeltstrenget struktur. RNA sekundære struktur modtager og form som et resultat af interaktionen mellem et nukleotid. En polymer, hvis monomer er et nukleotid, der består af et sukker rest af fosfor syre og kvælstof baser. Eksternt molekyle som en af DNA-strengene. Nukleotiderne adenin og guanin, er en del af RNA purin. Cytosin og uracil er pyrimidinbaser.

Processen med syntese

Til RNA-molekyle syntetiseret er matrixen en DNA-molekyle. Men ofte den omvendte proces, hvor nye deoxyribonukleinsyre molekyler dannet på ribo matrix. Dette sker, når replikering af visse typer af virus.

Grundlaget for biosyntesen kan også tjene andre molekyler af ribonukleinsyre. Dets transkription, der forekommer i kernen af celler, enzymer involverede en masse, men hvoraf de vigtigste er en RNA-polymerase.

typer

Afhængigt af hvilken type af RNA, dets funktioner er også forskellige. Der findes flere typer:

• Information og RNA;
• ribosomale rRNA;
• transport t-RNA;
• mindre;
• ribozymer;
• viral.

Information ribonucleinsyre

Sådanne molekyler kaldes matrix. De udgør cellen for omkring to procent af det samlede beløb. I eukaryote celler, er de syntetiseres i kernen i DNA arrays, derefter passerer ind i cytoplasmaet og binding til ribosomer. Desuden bliver de skabeloner til proteinsyntese: de følgeskab af transfer-RNA, som carry aminosyrer. Således processen med information omdannelse der er realiseret i en unik struktur af proteinet. I nogle virale RNA er også et kromosom.

Jacob og Mano ARE dåseåbnere af denne art. Ikke har en stiv struktur, danner en buet sløjfekredsløb. Ikke arbejder, og RNA'et foldes og rulles til en kugle, og i funktionsdygtig stand finder sted.

mRNA bærer information om sekvensen af aminosyrer i et protein, der syntetiseres. Hver aminosyre er kodet på et bestemt sted ved hjælp af genetiske koder, som er særlige:

• Triplet - fire mononukleotiderne muligt at bygge et fireogtres codon (genetiske kode);
• neperekreschivaemost - informationsstrømmene i én retning;
• kontinuitet - funktionsprincip kommer ned til det faktum, at en-RNA - ét protein;
• universalitet - denne eller hin type aminosyre er indkodet i både alle levende organismer;
• degeneration - de tyve aminosyrer er kendte og codon - enogtres, det vil sige, de kodes af en række genetiske koder.

Ribosomale ribonucleinsyre

Disse molekyler udgør langt størstedelen af cellulære RNA, nemlig 80-90 procent af det samlede. De kombinerer med proteiner og ribosomer dannes - dette organeller udføre proteinsyntese.

Ribosomer består femogtres procent af p-RNA og femogtredive procent af proteinet. Denne polynukleotidkæde nemt bøjer sammen med proteinet.

Ribosomet er sammensat af aminosyre- og peptiddele. De er placeret på etableringen af kontakt overflader.

Ribosomer bevæge sig frit i cellen til at syntetisere proteiner i de rigtige steder. De er ikke meget konkret og kan ikke kun læse oplysninger fra mRNA, men også for at danne en matrix med dem.

Transport ribonucleinsyre

tRNA mest studerede. De udgør ti procent af cellulær RNA. Disse typer af RNA binder til aminosyrer af en særlig enzym, og leveres til ribosomerne. I dette tilfælde er aminosyrerne transporteres af transport molekyler. Men det sker, at koder aminosyre-forskellige kodoner. Derefter overføre dem der er flere transfer-RNA.

Det rulles til en bold, når aktiv, fungerer og har form af et kløverblad.

Det udmærker sig på følgende områder:

• acceptor stilk, har sekvensen af nukleotider ACC;
• del tjener til fastgørelse til ribosomet;
• antikodonen koder for aminosyren, som er knyttet til denne tRNA.

Mindre formular ribonucleinsyre

For nylig blev RNA-arter suppleret med en ny klasse, de såkaldte små RNA'er. De vil sandsynligvis være en universel controller, der aktiverer eller deaktiverer gener af fosterudviklingen, og styrer også processer i celler.

Ribozymer også for nylig afsløret, at de er aktivt involveret, når RNA gæret, at være en katalysator.

Viral typer af syrer

Virussen er i stand til at indeholde enten ribonukleinsyre eller deoxyribonukleinsyre. Derfor, med den tilsvarende molekyler kaldes RNA. Når det injiceres ind i cellen af virus opstår revers transkription - Baseret på ribonukleinsyre, nyt DNA, der er indlejret i cellen, sikre eksistensen og reproduktion af virus. I et andet tilfælde dannelsen af RNA komplementært til modtaget. Vira proteiner vitale funktioner og reproduktion siger sig DNA, men kun på grundlag af oplysningerne i virus-RNA.

replikation

For at forbedre den generelle forståelse af behovet for at overveje replikation proces, hvor der er to identiske molekyler af nukleinsyre. Så begynder celledelingen.

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

Replikationsprocessen involverer følgende trin:

• despiralization - er en sekventiel afvikling forælder DNA spændende hele molekylet;
• hydrogenbindinger brydes, hvor kæderne adskille og vises replikativ gaffel;
• justering dNTP'er befriet til baserne forælder kæden;
• spaltning af pyrophosphat fra dNTP'er molekyler og dannelse fosfornodiefirnyh forbindelser på grund af energi;
• respiralizatsiya.

Efter dannelse af subsidiær molekyle opdelt kerne, cytoplasma og hvile. Således er de to datterceller dannet, fuldt modtaget alle de genetiske information.

Desuden at det kodede primære struktur af proteiner syntetiseres i cellen. DNA i denne proces tager en indirekte del, snarere end direkte, består i, at det sker ved DNA-syntesen involveret i dannelsen af proteiner, RNA. Denne proces kaldes transskription.

transkription

Syntesen af alle de molekyler sker under transskription, dvs. omskriver genetisk information fra en bestemt operon DNA. Fremgangsmåden er den samme i nogle aspekter at replikere, mens andre adskiller sig væsentligt fra det.

Ligheder omfatter følgende dele:

• er begyndt at afspolingen af DNA;
• brud af hydrogenbindinger mellem baserne kredsløb;
• det er komplementært til tilpasse NTF;
• dannelsen af hydrogenbindinger.

Forskelle fra replikation:

• når en splejset del af DNA-transkription, passende transkriptions-, mens opsno undergår replikation helt molekyle;
• når den transkriberes tilpasse NTF indeholder ribose og uracil i stedet for thymin;
• Information afskrives kun med et forudbestemt interval;
• efter dannelsen af molekyler af hydrogenbindinger og den syntetiserede kredsløb er brudt og kæden glider DNA'et.

Til normal drift af den primære struktur af RNA bør kun indeholde exoner nedlagte med DNA sites.

Vi har netop startet processen med modning af RNA dannes. Tavse sektioner skæres, syet og informativ danner en polynucleotidkæde. Endvidere har hver type har en karakteristisk transformation.

MRNA optræder sammenføjning begyndelsesenden. Ved endedelen slutter poliadenilat.

TRNA'et modificeret base, der danner en mindre art.

I p-RNA også denatureret individuel basis.

Beskyt mod skader og forbedre transporten af proteiner til cytoplasmaet. RNA ved modenhed er forbundet med dem.

Betydning af deoxyribonucleic og ribonucleinsyrer

Nukleinsyrer er af stor betydning i organismen. De opbevares, transporteres til cytoplasmaet og nedarves information til datterceller af proteiner syntetiseret i hver celle. De er til stede i alle levende organismer, stabiliteten af disse syrer er afgørende for normal funktion af både cellen og hele organismen. Enhver ændring i deres struktur ville føre til cellulær ændringer.