Структура РНК
создание документов онлайн
Документы и бланки онлайн

Обследовать

Администрация
Механический Электроника
биологии ботаника
география
дом в саду
история
литература
маркетинг
математике
медицина
музыка
образование
психология
разное
художественная культура
экономика




















































Структура РНК

биологии


Отправить его в другом документе Tab для Yahoo книги - конечно, эссе, очерк Hits: 1040


дтхзйе дплхнеофщ

ЗАЛІКОВЕ ЗАНЯТТЯ (МОДУЛЬ 1) З РОЗДІЛІВ 'ІСТОРІЯ МІКРОБІОЛОГІЇ. МОРФОЛОГІЯ ТА ФІЗІОЛОГІЯ МІКРООРГАНІЗМІВ'
ХИМИЧЕСКАЯ ПРИРОДА И МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ ГОРМОНОВ
ПИТАТЕЛЬНАЯ ЦЕННОСТЬ КОРМОВ
ДНК-топоизомеразы
Методы молекулярной биологии
Функции нуклеиновых кислот
Центры организации микротрубочек
Электронная микроскопия
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПИЩЕВАРИТЕЛЬНОГО ТРАКТА РЫБ
Межклеточное узнавание
 

Структура РНК

Типы РНК

Существуют ядерные и цитоплазматические РНК. К ядерным РНК относятся гетероядерные РНК или гя-РНК и малые ядерные РНК или мя-РНК. гя-РНК гетерогенны по размерам и составу и представляют собой первичные транскрипты ДНК.

Малые ядерные РНК играют вспомогательную роль в матричных биосинтезах в ядре. Некоторые из них обладают ферментитавной активностью и называются рибозимы. К цитоплазматическим РНК относятся транспортные РНК или т-РНК, матричные РНК или м-РНК (или информационные и-РНК) и рибосомные или рибосомальные р-РНК. Эти РНК различаются по первичной структуре, молекулярной массе, конформации, продолжительности жизни, по функциональной активности.

Функции РНК

м-РНК является матрицей для синтеза белка, содержит информацию о будущем белке.

р-РНК входят в состав рибосом-органелл для синтеза белка (как бы конструктор, к которому присоединяются).

т-РНК – транспорт аминокислот к месту синтеза белка; помогает переводить информацию в виде последовательности нуклеотидов в последовательность аминокислот.

Вторичная структура РНК

Молекулы РНК построены из одной полипептидной цепи, однако отдельные участки цепи РНК образуют спирализованные структуры, которые наз 818e45ei ываются шпильки за счёт комплиментарных последовательностей в молекуле РНК.



Участки цепей РНК в таких спиральных структурах антипараллельны и не всегда полностью комплиментарны. В них встречаются неспаренные нуклеотидные остатки или одноцепочечные петли.

Третичная структура РНК

Одноцепочечные РНК характеризуются компактной и упорядоченной упаковкой РНК, которая возникает путём взаимодействия спирализованных элементов вторичной структуры. Возможно образование водородных связей между удалёнными участками цепи РНК или между гидроксильными группами остатков сахара и центрами в гетероциклических основаниях.

Третичная структура РНК, как правило, стабилизируется ионами Mg2+, которые связаны как с остатками фосфорной кислоты, так и с основными центрами гетероциклических оснований.

Каждый тип РНК имеет свои особенности третичной структуры.

Транспортная РНК

Пространственная структура любых т-РНК можно описать универсальной моделью клеверного листа. В каждой молекуле есть участки цепи, не участвующие в образовании водородных связей. К ним относят участок, отвечающий за связывание с аминокислотой на 3/ конце, которая всегда заканчивается одинаковым триплетом АЦЦ и относится также участок антикодона, содержащий триплет, комплиментарный кодону одной из аминокислот. В состав т-РНК входят Д-плечо, плечо антикодона, дополнительное плечо и псевдоуридиновое плечо. На этом участке т-РНК встречается много модификаций оснований, например, псевдоуридин. Такие модификации называются минорными основаниями. Минорные основания выполняют две функции:

1.      Они делают т-РНК устойчивой к действию нуклеаз в цитоплазме.

2.      Они поддерживают третичную структуру т-РНК, так как не могут участвовать в образовании комплиментарных пар.

Большинство т-РНК имеет 10 нуклеотидов в своём составе.

Адапторные функции т-РНК и аминоацил т-РНК-синтетаз.

В клетке существует примерно 90 – 100 т-РНК. Для каждой аминокислоты характерно образование связи только с определённым т-РНК. Этот процесс катализирует определённый фермент аминоацил-т-РНК, активный центр которого комплиментарен этой т-РНК и этой аминокислоте.

Рибосомные РНК (р-РНК)

Высокомолекулярные р-РНК являются основой для формирования рибонуклеопротеинового пята, который складывается определённым образом в пространстве большим и малым субъединицам рибосомы. Рибосомы прокариот и эукариот отличаются по сотаву р-РНК и белков и по размерам. У прокариот рибосомы имеют размер 70 S, малая субъединица 50 S, большая 50 S.

           

            50 S р-РНК: существует 1-2 вида в клетке, длина ≈ 120 нуклеотидов

5,8 S р-РНК: одна, 158 нуклеотидов

16 S р-РНК: один вид, 1600 нуклеотидов

23 S р-РНК: один вид, 3200 нуклеотидов

18 S р-РНК: один вид, 1900 нуклеотидов

28 S р-РНК: один вид, 5000 нуклеотидов

50 S р-РНК выступает в роли посредника между каталитическим центром большой субъединицы рибосомы, обладающей петидилтрансферазной активностью и связями доменами на малой субъединице рибосомы. Последовательности р-РНК достаточно консервативны, поэтому современные методы идентификации микроорганизмов основаны на определении первичной структуры в 16 S РНК.

Матричные РНК (м-РНК)

М-РНК несёт информацию в виде последовательности нуклеотидных остатков, которые обеспечивают синтез специфического белка, а также информацию о времени, количестве и условиях синтеза этого белка. М-РНК тысячи в клетке.

Своеобразие в строении м-РНК допускается в том, что на 5/-конце имеется структура КЭПа, а на 3/-конце – полиаденилатная цепочка. (Aln)

Структура КЭПа – это после6довательность трёх модифицираванных оснований, одинаковая для всех м-РНК эукариот. У прокариотических клеток специфи-я изм-й на 5/ и 3/-конце.

Гетероядерные РНК (гя-РНК)

Это смесь транскриптонов многих ядерных генов, локалирозованных в ядре. Некоторые из них являются первичными транскриптонами, а другие частично изменены (прошли проектинг, т.е. постранскрипционные изменения, такие как образование КЭП-структуры и АМ-структуры и сплайсинг-гены эукариот содержат как кодирующие, так и не кодирующие участки (экзоны и энтроны). В процессе транскрипции, т.е. синтеза РНК, считается все участки генов, но для синтеза необходимы только экзоны, поэтому энтроны удаляются из первичного транскриптона м-РНК – это спайсинг.




Малоядерные РНК (мя-РНК)

Это короткие стабильные мя-РНК, большинство из которых входит в состав нуклеопротеидная частица белка. Они обнаружены в составе сплайсинговых комплексов млекопитающих. У РНК из-за большого содержания урацила и его модификаций предполагают, что образуется каталитически активные Д-рибозины.

Виды переноса генетической информации

Репликация – это перенос генетической информации в пределах одного класса нуклеиновых кислот (ДНК→ДНК, РНК→РНК).

Транскрипция – это перенос генетической информации между разными классами нуклеиновых кислот (ДНК→РНК – прямая транскрипция, РНК→ДНК – обратная транскрипция).

Трансляция – это перенос генетической информации от РНК на белок (РНК→белок). Трансляцирующая м-РНК, а т-РНК и р-РНК выполняют вспомогательную роль при трансляции.

Репликация: белки и ферменты, участвующие в репликации ДНК.

Процесс репликации осуществляется с участием множества белков, которые образуют репликативный комплекс.

1. ДНК-полимеразы катализируют комплиментарное копирование одноцепочечной матрицы ДНК.

Полимеризация нуклеотидов происходит в одном направлении от 5/ к 3/ концу новой цепи. И синтезируют цепь антипараллельной матричной цепи ДНК. Так как копирование ДНК требует высокой точности, то существует специальный механизм проверки точности копирования (механизм коррекции).

ДНК-полимераза проверяет комплиментарность каждой нуклеотиды дважды:

1)      перед включением в состав новой ДНК;

2)      перед включением амд. нуклеотида.

Если происходит ошибка, то неправильный нуклеотид удаляется, таким образом, наряду с 5/→3/ эндонуклеотидной активностью некоторые ДНК-полимеразы обладают 3/→5/ экзонуклеазной активностью.

У прокариот существует 3 типа полимераз:

pol І, pol ІІ, pol ІІІ. pol І – наиболее многочисленный фермент, обладающий 3/→5/ экзонуклеазной активностью. Его роль заключается в исправлении ошибок. pol I необходима при созревании отстающей цепи ДНК.

pol III не так многочисленна, но в 100 раз активней pol I  и обладает в основном 5/→3/ экзонуклеазной активностью, то есть участвует в синтезе ДНК.

У эукариот идентифицируют 5 типоа полимераз: α; β; γ; δ; ε.

Pol α  эукариот играет ту же роль, что и pol ІІІ у прокариот. Pol β аналогична pol І; pol γ – митохондриальный белок.

ДНК-праймаза

ДНК-полимераза не способна инициировать синтез новых цепей ДНК, они могут только добавлять дезоксирибонуклеотиды к 3/-концу уже имеющейся полинуклеотидной цепи. Для начала синтеза ДНК этим ферментам необходимы затравки-праймеры. В качестве праймеров выступают короткие олигодезоксирибонуклеиновые или олигорибонуклеотиды. На стадии инициации репликации короткую РНК-затравку синтезируют специфичные ферменты ДНК-праймаза. У бактерий этот фермент является самостоятельным белком, а у эукариот он входит в состав ДНК-полимеразы как субъединица. В любом случае ДНК крайне отличается от ферментов ДНК – полимераз, которые синтезируют различные ДНК в клетке. Таким образом, новые цепи ДНК всегда содержат на 5/-конце несколько рибонуклеотидов; у прокариот 2-5; у эукариот до 10. В дальнейшем эти короткие праймеры удаляются и на их место наращивается фрагмент ДНК.

ДНК-лигазы – ферменты, которые соединяют 5/-конец одного фермента к 3/-концу другого фрагмента ДНК с образование фосфодиэфирной связи.

ДНК-хеликаза – так как неактивная ДНК спирализована, то для комплиментарного копирования абс. цепей ДНК необходимо раскручивание молекулы ДНК. Раскручивание (расплетение) происходит на небольшом участке молекулы. Эту реакцию хеликаза (АТФ – зависимый фермент, ДНК-зависимая АТФ-аза).

Белки связываются с одноцепочечной молекулой ДНК SSB-белки. Они имеют высокое сродство к ДНК и удерживают участок ДНК в расплетённом состоянии.

Схема репликации:

Репликация – это полуконсервативнгый процесс, то есть после репоикации дочерняя клетка всегда содержит одну материнскую и одну новую цепи ДНК. Из-за генетической комплиментарности дочерняя ДНК идентична материнской. Каждая из цепей ДНК служит матрицей для синтеза новых цепей. Родительская ДНК располож. с образованием репликативной вилки, в ходе синтеза ДНК репликативная вилка перемещается вдоль молекулы и при этом распологаются новые участки материнской ДНК.

Поскольку ДНК-полимеразы катализируют синтез только в направлении 5/→3/, то одна цепь синтезируется непрерывно и называется лидирующей цепью, а вторая синтезируется в виде фрагментов (фрагменты оказаки) и называется отстающей цепью.

Каждый фрагмент оказаки на 5/-конце имеет праймер. При созревании РНК затравки удаляются с 5/ лидирующей цепи и фрагмент оказаки под действием pol І. Фрагмент оказаки наращивается и сшивается ДНК-лигазой.