RNA a DNA. RNA je co? RNA: struktura, funkce, typy

Doba, ve které žijeme, je označen obrovskou změnu, velký pokrok, když se lidé dostat odpovědi na nové otázky. Život se rychle pohybuje vpřed, a že není to tak dávno zdálo nemožné, začne být prováděna. Je možné, že se dnes jeví děj science fiction, také brzy získají rysy reality.

Jedním z nejdůležitějších objevů v druhé polovině dvacátého století se stal nukleové kyseliny, RNA a DNA, která si lidé blíže k rozpletení tajemství přírody.

nukleové kyseliny

Nukleová kyselina - jsou organické sloučeniny, které mají vysokou molekulovou vlastnosti. To se skládá z vodíku, uhlíku, dusíku a fosforu.

Byly objeveny v roce 1869 F. Miescher, který vyšetřoval hnis. Ale pak se jeho objev nepřikládal zvláštní význam. Teprve později, když jsou tyto kyseliny nacházejí ve všech živočišných a rostlinných buněk, pochopení jejich obrovskou roli.

K dispozici jsou dva typy nukleových kyselin: RNA a DNA (deoxyribonukleová a ribonukleová kyselina). Tento článek se zaměřuje na ribonukleové kyseliny, ale také se podívat na společné chápání toho, co tvoří DNA.

Co je deoxyribonukleová kyselina?

DNA - nukleové kyseliny se skládá ze dvou prvků, které jsou spojeny zákon komplementaritu vodíkovými vazbami dusíkatými bázemi. Dlouhé řetězce stočené do spirály jednoho závitu obsahuje téměř deset nukleotidů. Průměr dvojité šroubovice dvou milimetrů, je vzdálenost mezi nukleotidy - asi půl nanometru. Délka jedné molekuly někdy dosahuje několik centimetrů. DNA lidského délky buněčného jádra téměř dva metry.

Všechny genetická informace obsažené ve struktuře DNA. To má replikaci DNA, čímž se rozumí proces, při kterém jedna molekula vyrobeného dva identické - dceřiné.

Jak již bylo uvedeno, že obvod se skládá z nukleotidů obsažených v pořadí dusíkatých bází (adenin, guanin, thymin a cytosin) a zbytkem kyseliny fosforité. Všechny nukleotidy různé dusíkaté báze. Vodíkové vazby nedochází mezi všechny základy, adenin, například, může připojit pouze thymin nebo guanin. Tak, adeninu nukleotidy v těle stejně jako thymidilovou, a počet se rovná guaninu cytidylic (pravidla Chargaff v). Ukazuje se, že sekvence jedné sekvence řetězce předurčuje druhé, a řetěz jako zrcadlo navzájem. Takový vzor, přičemž nukleotidy těchto dvou řetězců uspořádaných v pořádku a selektivně připojen, se nazývá principu komplementarity. Kromě toho, sloučeniny vodíku, dvojité šroubovice a hydrofobní rozhraní.

Tyto dva řetězce mají různé směry, který je uspořádán v opačných směrech. Proto treh‘proti-end zvuk pyati'-konec jiného řetězce.

Externě molekula DNA se podobá točité schodiště, které je cukr-fosfátové páteře zábradlí, schodů a - doplňkový dusíku.

Co je RNA?

RNA - nukleová kyselina s monomery zvaných ribonukleotidy.

Podle chemických vlastností je velmi podobná DNA, protože oba polymery jsou nukleotidy představující fosfolirovanny N-glykosidu zbytek, který je postaven na pentózy (pět-uhlík cukru), což je fosfátová skupina atomu pátý uhlíku a obsahem dusíku v prvním atomu uhlíku.

To představuje jeden polynukleotidový řetězec (kromě virů), která je mnohem kratší, než je DNA.

Jeden monomer RNA - jsou zbytky následujících látek:

• dusíkaté báze;
• pěti-uhlík monosacharid;
• kyselina fosforitá.

RNA jsou pyrimidinu (cytosin a uracil) a purinu (adenin, guanin) báze. Ribóza je monosacharid RNA nukleotid.

Rozdíly RNA a DNA

Nukleové kyseliny se od sebe liší následujícími vlastnostmi:

• jeho množství v buňce závisí na fyziologickém stavu, věku a orgánových dodávek;
• DNA obsahuje deoxyribozového sacharidů, a RNA - ribóza;
• dusíkaté báze v DNA - thymin, zatímco RNA - uracil;
• třídy plnit různé funkce, ale jsou syntetizovány v DNA matrici;
• DNA se skládá z dvojité šroubovice, a RNA - z jednoho řetězce;
• pro její necharakteristických pravidel Chargaff, působících v DNA;
• RNA již menší základny;
• řetězce se velmi liší v délce.

Historie studie

Buněčná RNA byla poprvé objevena biochemik z Německa, Robert Altman ve studii kvasinkových buněk. V polovině dvacátého století se prokázaly roli DNA v genetice. Teprve potom je popsáno a druhy RNA, funkcí, a tak dále. 80-90% hmotnostních v buňce připadá na p-RNA, vytvářející spolu s proteinem a ribosom účastní biosyntézy proteinů.

V šedesátých letech minulého století poprvé naznačil, že musí existovat nějaký druh, který nese genetickou informaci pro syntézu bílkovin. Po výzkumu zjištěno, že existuje takové informace ribonukleové kyseliny, které představují komplementární kopie genů. Nazývají se messenger RNA.

Při dekódování zaznamenané informace se jednalo o tzv kyseliny dopravy.

Později byly vyvinuty metody detekci nukleotidové sekvence a RNA struktura je instalována v kyselině prostoru. Tak bylo zjištěno, že některé z nich, kdo volal ribozymy mohou štěpit poliribonukleotidnye řetězce. Výsledkem je, že jsme začali věřit, že v době, kdy se začal život na planetě, a působící RNA bez DNA a proteinů. Tak všechny transformace provedena s její účastí.

Struktura molekul ribonukleové kyseliny

Téměř všechny RNA - jediný řetězec polynukleotidů, které jsou, v pořadí, sestávají z monoribonukleotidov - purinových a pyrimidinových bází.

Nukleotidy jsou počáteční písmena označují báze:

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

Jsou navzájem spojeny tří a pyatifosfodiefirnymi vazeb.

Většina jiný počet nukleotidů (od několika desítek až desítek tisíc) do struktury RNA. Mohou tvořit sekundární strukturu, sestávající v podstatě z krátkých dvutsepochnyh pramenů, které vznikly komplementárních bází.

Struktura molekuly ribnukleinovoy kyseliny

Jak již bylo uvedeno, má molekula jednovláknovou strukturu. RNA sekundární struktura přijímá a tvar, v důsledku interakce mezi nukleotidem. Polymer, jehož monomer je nukleotid se skládá ze zbytku cukru kyselin fosforu a dusíkatých bází. Externě molekuly jako jednoho z řetězců DNA. Nukleotidy adenin a guanin, jsou součástí RNA jsou purinu. Cytosin a uracil jsou pyrimidinové báze.

Syntetický proces

K RNA molekuly syntetizované, matrice je molekula DNA. Často se však opačný proces, kdy nové molekuly kyseliny deoxyribonukleové vytvořena na ribonukleové matrici. K tomu dochází, když replikaci některých typů virů.

Základem pro biosyntézu může sloužit také jiné molekuly ribonukleové kyseliny. Jeho transkripce, která se vyskytuje v buněčném jádře, zahrnující mnoho enzymů, ale nejvýznamnější z nich je RNA polymeráza.

typy

V závislosti na typu RNA, jeho funkce jsou také odlišné. Existuje několik typů:

• Informace a RNA;
• ribosomální rRNA;
• přepravní tRNA;
• minor;
• ribozomy;
• virové.

Informace o ribonukleová kyselina

Takové molekuly se nazývají matrice. Oni tvoří buňku pro asi dvě procenta z celkového počtu. V eukaryotických buňkách, ale jsou syntetizovány v jádru pro DNA čipů, a pak přechází do cytoplazmy a vazbu na ribozomy. Kromě toho, se stanou šablony pro syntézu bílkovin: jsou spojeny s přenosem RNA, které nesou aminokyselin. Proto proces konverze informace, které se uskutečňuje v unikátní struktuře proteinu. V některých virové RNA je také chromozomu.

Jacob a Mano otvírají tohoto druhu. Není má pevnou strukturu, tvoří zakřivený smyčky obvodu. Nefunguje, a RNA je složený a svine do míče, a v provozním stavu probíhá.

mRNA nese informaci o pořadí aminokyselin v proteinu, který je syntetizován. Každá aminokyselina je kódována v určitém místě pomocí genetických kódů, které jsou typické:

• Triplet - čtyři mononukleotidy možné vybudovat šedesát čtyři kodony (genetický kód);
• neperekreschivaemost - informační toky v jednom směru;
• kontinuita - pracovní princip přijde na to, že jedna RNA - jednoho proteinu;
• univerzálnost - ten či onen typ aminokyseliny kódované ve všech živých organismech podobně;
• Degenerace - dvacet aminokyselin jsou známé a kodon - jedenašedesát, to znamená, že jsou kódovány řadou genetických kódů.

Ribozomální ribonukleová kyselina

Takové molekuly tvoří převážnou většinu buněčných RNA, a to, osmdesát až devadesát procent z celkového počtu. Spojují s proteiny a ribozomy jsou vytvořeny - to organely provádí syntézu proteinů.

Ribozomy sestávají Šedesát pět procent p-RNA a třicet pět procent proteinu. Tento polynukleotid řetězec snadno ohýbá společně s proteinem.

Ribozom je složen z aminokyselin a peptidu porce. Jsou umístěny na kontaktních plochách.

Ribozomy volně pohybovat v buňce k syntéze proteinů na správných místech. Jsou to velmi specifická a umí číst nejen informace z mRNA, ale také k vytvoření matrice s nimi.

Doprava ribonukleová kyselina

tRNA nejvíce studoval. Tvoří deset procent z buněčné RNA. Tyto typy RNA se váží na aminokyseliny podle zvláštního enzymu a jsou dodávány do ribozómy. V tomto případě jsou aminokyseliny dopravovaných transportními molekulami. Nicméně, to se stává, které kódují aminokyselinové sekvence různých kodonů. Pak přenést existuje několik přenosu RNA.

To válcované do klubíčka, když aktivní, funkční a má tvar čtyřlístku.

To rozlišoval následující oblasti:

• akceptor dřík mající nukleotidovou sekvenci ACC;
• část sloužící k upevnění na ribosomu;
• antikodon kódující aminokyselinu, která je připojena k tomuto tRNA.

Minoritní forma ribonukleová kyselina

V poslední době, druhy RNA byly doplněny nové třídy, tzv malých RNA. Je pravděpodobné, že bude univerzální regulátor, který aktivovat nebo deaktivovat geny v embryonálním vývoji, a také řídí procesy uvnitř buněk.

Ribozymy také nedávno ukázalo, že jsou aktivně zapojeny, když fermentovaný RNA, že je katalyzátor.

Virové druhy kyselin

Virus může obsahovat buď ribonukleové kyseliny nebo deoxyribonukleové. Z tohoto důvodu, s příslušnými molekulami se nazývají RNA obsahující. Po injekci do buňky viru dochází k reverzní transkripci - na bázi kyseliny ribonukleové, nové DNA, které jsou zakotveny v buňce, což zajišťuje existenci a reprodukci viru. V jiném případě, je tvorba RNA komplementární k přijaté. Viry proteiny životní funkce a reprodukce pokračuje bez DNA, ale pouze na základě informací obsažených v RNA viru.

replikace

Za účelem zlepšení obecné porozumění že je třeba zvážit procesu replikace, ve kterém jsou dva identické molekuly nukleové kyseliny. Tak začíná dělení buněk.

To zahrnuje DNA polymerázu, DNA-dependentní RNA polymerázu a DNA-ligázy.

Proces replikace zahrnuje následující kroky:

• despiralization - je sekvenční odvíjení mateřské DNA vzrušující celé molekuly;
• vodíkové vazby jsou rozbité, kde řetězce oddělit a zobrazí se replikační vidlice;
• nastavení dNTP uvolněné do báze mateřské řetězce;
• Štěpení pyrofosfátu z dNTPs molekul a tvorbu fosfornodiefirnyh vztahů na účet energie;
• respiralizatsiya.

Po vytvoření doplňkové molekuly rozděleny jádra, cytoplazmy a odpočinku. To znamená, že dvě dceřinné buňky jsou vytvořeny, zcela přijal všechny genetické informace.

Kromě toho je kódovaný Primární struktura proteinů, které jsou syntetizovány v buňce. DNA v tomto procesu se nepřímou součástí, a nikoli přímo, spočívající v tom, že se vyskytuje v syntéze DNA podílí na tvorbě proteinů, RNA. Tento proces se nazývá transkripce.

transkripce

Syntéza všech molekul dochází během transkripce, tedy přepis genetické informace z určitého operonem DNA. Postup je podobný jako v některých aspektech se replikovat, zatímco jiné se výrazně liší od ní.

Podobnosti zahrnují následující části:

• se začíná na odvíjecí DNA;
• prasknutí vodíkových vazeb mezi základy obvodů;
• že je komplementární k přizpůsobení NVF;
• tvorba vodíkových vazeb.

Rozdíly od replikace:

• když sestříhané část DNA transkripce, vhodné transkripční, zatímco rozkroucení podstoupí replikaci celé molekuly;
• při transkripci přizpůsobit NTF obsahovat ribóza a uracil místo thyminu;
• Informace jsou odepsány pouze v předem stanoveném rozsahu;
• po vytvoření vodíkových vazeb a molekula řetězec je syntetizován zlomený a sklíčka řetěz s DNA.

Pro normální provoz primární struktury RNA, by měl obsahovat pouze exony vyřazené s DNA míst.

právě jsme zahájili proces zrání RNA vytvořené. Silent úseky jsou řezané, šité a informativní forma polynukleotidové řetězce. Kromě toho, každý z nich má charakteristický transformaci.

MRNA dochází spojující počáteční konec. Na konci části připojí poliadenilat.

TRNA modifikované báze, které tvoří menšinové druhy.

Na p-RNA a samostatných methylovaných bází.

Ochrana proti poškození a zlepšit transport proteinů do cytoplazmy. RNA ve zralém stavu jsou s nimi spojené.

Význam deoxyribonukleové a ribonukleové kyseliny

Nukleové kyseliny mají velký význam v organismu. Jsou skladovány, přepravovány do cytoplasmy a dědí informace dceřiných buněk na proteiny syntetizovány v každé buňce. Jsou přítomny ve všech živých organismech, stabilita těchto kyselin je zásadní pro normální fungování jak buňky a celého organismu. Jakékoliv změny v jejich struktuře povede k buněčným změnám.