Transfer RNA. Struktura, funkcije

Sinteza prekursora rRNA i tRNA slična je sintezi ire-mRNA. Primarni transkript ribosomalne RNK ne sadrži introne, a pod dejstvom specifičnih RNaza se cepa i formira 28S-, 18S- i 5.8S-rRNA; 5S-pRNA se sintetiše uz učešće RNK polimeraze III.

rRNA i tRNA.

Primarni transkripti tRNA se također pretvaraju u zrele oblike djelomičnom hidrolizom.
Sve vrste RNK su uključene u biosintezu proteina, ali su njihove funkcije u ovom procesu različite. Ulogu matrice koja određuje primarnu strukturu proteina obavlja RNK (mRNA) Upotreba sistema biosinteze proteina bez ćelija je važna za proučavanje mehanizama translacije. Ako se homogenati tkiva inkubiraju sa mješavinom aminokiselina, od kojih je barem jedna obilježena, tada se biosinteza proteina može otkriti uključivanjem oznake u proteine. Primarna struktura proteina koji se sintetiše određena je primarnom strukturom mRNK dodane sistemu. Ako je sistem bez ćelija sastavljen od globinske mRNA (može se izolovati iz retikulocita), sintetiše se globin (a- i 3-globinski lanci) ako se albumin sintetiše sa albuminskom mRNA izolovanom iz hepatocita, itd.

14. Značenje replikacije:

a) proces je važan molekularni mehanizam koji leži u osnovi svih tipova ćelijske diobe kod proeukariota, b) osigurava sve vrste reprodukcije i jednoćelijskih i višećelijskih organizama,

c) održava konstantnost ćelijskog

sastav organa, tkiva i tijela kao rezultat fiziološke regeneracije

d) osigurava dugoročnu egzistenciju određenih pojedinaca;

e) osigurava dugotrajno postojanje vrsta organizama;

f) proces promoviše tačno udvostručenje informacija;

g) moguće su greške (mutacije) u procesu replikacije koje mogu dovesti do poremećaja u sintezi proteina sa razvojem patoloških promjena.

Jedinstveno svojstvo molekula DNK da se duplicira prije diobe stanice naziva se replikacija.

Posebna svojstva nativne DNK kao nosioca nasljedne informacije:

1) replikacija - formiranje novih lanaca je komplementarno;

2) samokorekcija - DNK polimeraza odcjepljuje pogrešno replicirane dijelove (10-6);

3) reparacija - restauracija;

Ovi procesi se odvijaju u ćeliji uz učešće posebnih enzima.

Kako funkcioniše sistem popravke Eksperimenti koji su omogućili da se identifikuju mehanizmi restauracije i samo postojanje ove sposobnosti izvedeni su korišćenjem jednoćelijskih organizama. Ali procesi popravke su svojstveni živim ćelijama životinja i ljudi. Neki ljudi pate od pigmentne kseroderme. Ova bolest je uzrokovana nedostatkom sposobnosti stanica da ponovo sintetiziraju oštećenu DNK. Kseroderma se nasljeđuje. Od čega se sastoji sistem reparacije? Četiri enzima koja podržavaju proces popravke su DNK helikaza, -egzonukleaza, -polimeraza i -ligaza. Prvo od ovih jedinjenja je u stanju da prepozna oštećenja u lancu molekula deoksiribonukleinske kiseline. Ne samo da prepoznaje, već i seče lanac na pravom mestu kako bi uklonio modifikovani segment molekula. Sama eliminacija se provodi pomoću DNK egzonukleaze. Zatim se iz aminokiselina sintetiše novi dio molekule deoksiribonukleinske kiseline kako bi se potpuno zamijenio oštećeni dio. Pa, završni akord ove najsloženije biološke procedure izvodi se pomoću enzima DNK ligaze. Odgovoran je za pričvršćivanje sintetiziranog mjesta na oštećeni molekul. Kada sva četiri enzima odrade svoj posao, molekul DNK je potpuno obnovljen i sva oštećenja su stvar prošlosti. Ovako harmonično rade mehanizmi unutar žive ćelije.

Klasifikacija Trenutno naučnici razlikuju sljedeće vrste sistema reparacije. Aktiviraju se ovisno o različitim faktorima. To uključuje: Reaktivaciju. Rekombinacijska restauracija. Heteroduplex popravka. Popravak ekscizije. Ponovno spajanje nehomolognih krajeva DNK molekula. Svi jednoćelijski organizmi imaju najmanje tri enzimska sistema. Svaki od njih ima sposobnost da provede proces oporavka. Ovi sistemi uključuju: direktni, ekscizioni i post-replikacijski. Prokarioti posjeduju ove tri vrste popravke DNK. Što se tiče eukariota, oni imaju na raspolaganju dodatne mehanizme zvane Miss-mathe i Sos-repair. Biologija je detaljno proučavala sve ove vrste samoizlječenja genetskog materijala ćelija.

15. Genetski kod je metoda kodiranja sekvence aminokiselina proteina korištenjem sekvence nukleotida, karakteristična za sve žive organizme. Aminokiselinska sekvenca u proteinskom molekulu je šifrirana kao nukleotidna sekvenca u molekuli DNK i naziva se genetski kod. Zove se dio molekule DNK odgovoran za sintezu jednog proteina genom.

DNK koristi četiri nukleotida - adenin (A), guanin (G), citozin (C), timin (T), koji se u ruskoj literaturi označavaju slovima A, G, C i T. Ova slova čine abecedu genetski kod. RNK koristi iste nukleotide, s izuzetkom timina, koji je zamijenjen sličnim nukleotidom - uracilom, koji je označen slovom U (U u ruskoj literaturi). U molekulima DNK i RNK nukleotidi su raspoređeni u lance i tako se dobijaju sekvence genetskih slova.

Za izgradnju proteina u prirodi koristi se 20 različitih aminokiselina. Svaki protein je lanac ili nekoliko lanaca aminokiselina u strogo definiranom nizu. Ova sekvenca određuje strukturu proteina, a samim tim i sve njegove biološka svojstva. Skup aminokiselina je također univerzalan za gotovo sve žive organizme.

Implementacija genetskih informacija u živim stanicama (tj. sinteza proteina kodiranog genom) provodi se pomoću dva matrična procesa: transkripcije (tj. sinteze mRNA na DNK matrici) i translacije genetskog koda. u sekvencu aminokiselina (sinteza polipeptidnog lanca na matriksu mRNA). Tri uzastopna nukleotida su dovoljna za kodiranje 20 aminokiselina, kao i stop signal koji ukazuje na kraj sekvence proteina. Skup od tri nukleotida naziva se triplet. Prihvaćene skraćenice koje odgovaraju aminokiselinama i kodonima prikazane su na slici.

Osobine genetskog koda

Triplet - značajna jedinica koda je kombinacija tri nukleotida (triplet ili kodon).

Kontinuitet - nema interpunkcije između trojki, odnosno informacija se čita neprekidno.

Nepreklapanje - isti nukleotid ne može istovremeno biti dio dva ili više tripleta. (Nije tačno za neke preklapajuće gene u virusima, mitohondrijama i bakterijama koje kodiraju više proteina pomaka okvira.)

Jedinstvenost - određeni kodon odgovara samo jednoj aminokiselini. (Ovo svojstvo nije univerzalno. UGA kodon u Euplotes crassus kodira dvije aminokiseline - cistein i selenocistein)

Degeneracija (redundancija) - nekoliko kodona može odgovarati istoj aminokiselini.

Univerzalnost – genetski kod funkcionira isto u organizmima različitog nivoa složenosti – od virusa do ljudi (metode genetskog inženjeringa se temelje na tome) (Postoji i niz izuzetaka od ovog svojstva, pogledajte tabelu u „Varijacijama standardni genetski kod” u ovom članku).

16.Uslovi biosinteze

Biosinteza proteina zahtijeva genetske informacije iz molekula DNK; glasnička RNK - nosilac ove informacije od jezgra do mesta sinteze; ribozomi - organele u kojima se odvija sama sinteza proteina; skup aminokiselina u citoplazmi; prenose RNK koje kodiraju aminokiseline i prenose ih do mesta sinteze na ribosomima; ATP je supstanca koja daje energiju za proces kodiranja i biosinteze.

Faze

Transkripcija- proces biosinteze svih vrsta RNK na DNK matriksu, koji se odvija u jezgru.

Određeni dio molekule DNK despirira, vodikove veze između dva lanca se uništavaju pod djelovanjem enzima. Na jednom lancu DNK, kao na šablonu, kopija RNK se sintetiše iz nukleotida prema komplementarnom principu. Ovisno o dijelu DNK, na ovaj način se sintetiziraju ribosomske, transportne i glasničke RNK.

Nakon sinteze mRNA, ona napušta jezgro i šalje se u citoplazmu do mjesta sinteze proteina na ribosomima.

Broadcast- proces sinteze polipeptidnih lanaca koji se izvodi na ribosomima, gdje je mRNA posrednik u prenošenju informacija o primarnoj strukturi proteina.

Biosinteza proteina sastoji se od niza reakcija.

1. Aktivacija i kodiranje aminokiselina. tRNA ima oblik lista djeteline, u čijoj se središnjoj petlji nalazi triplet antikodon, koji odgovara kodu za određenu aminokiselinu i kodonu na mRNA. Svaka aminokiselina je povezana sa odgovarajućom tRNA koristeći energiju ATP-a. Formira se kompleks tRNA-amino kiselina, koji ulazi u ribozome.

2. Formiranje kompleksa mRNA-ribosom. mRNA u citoplazmi je povezana ribosomima na granularnom ER.

3. Sastavljanje polipeptidnog lanca. tRNA sa aminokiselinama, prema principu komplementarnosti antikodon-kodon, spaja se sa mRNA i ulazi u ribosom. U peptidnom centru ribozoma formira se peptidna veza između dvije aminokiseline, a oslobođena tRNA napušta ribosom. U ovom slučaju, mRNA svaki put napreduje po jedan triplet, uvodeći novu tRNA - aminokiselinu i uklanjajući oslobođenu tRNA iz ribozoma. Cijeli proces osigurava ATP energija. Jedna mRNA može se kombinirati s nekoliko ribozoma, formirajući polizom, gdje se istovremeno sintetizira mnogo molekula jednog proteina. Sinteza se završava kada besmisleni kodoni (stop kodovi) počnu na mRNA. Ribosomi se odvajaju od mRNA, a iz njih se uklanjaju polipeptidni lanci. Budući da se cijeli proces sinteze odvija na granularnom endoplazmatskom retikulumu, nastali polipeptidni lanci ulaze u ER tubule, gdje dobijaju svoju konačnu strukturu i pretvaraju se u proteinske molekule.

Sve reakcije sinteze kataliziraju posebni enzimi uz trošenje ATP energije. Brzina sinteze je veoma visoka i zavisi od dužine polipeptida. Na primjer, u ribosomu Escherichia coli, protein od 300 aminokiselina se sintetizira za otprilike 15-20 sekundi.

Je li sinteza proteinske molekule zasnovana na glasničkoj RNK (translacija). Međutim, za razliku od transkripcije, nukleotidna sekvenca se ne može direktno prevesti u aminokiselinsku sekvencu, budući da ova jedinjenja imaju različite hemijske prirode. Stoga je za prevođenje potreban posrednik u obliku prijenosne RNK (tRNA), čija je funkcija da prevede genetski kod na „jezik“ aminokiselina.

Opće karakteristike transferne RNK

Transfer RNA ili tRNA su male molekule koje isporučuju aminokiseline do mjesta sinteze proteina (ribozoma). Količina ove vrste ribonukleinske kiseline u ćeliji je približno 10% ukupnog RNK fonda.

Kao i druge vrste tRNA, sastoji se od lanca ribonukleozid trifosfata. Dužina nukleotidne sekvence je 70-90 jedinica, a oko 10% sastava molekula čine manje komponente.

Zbog činjenice da svaka aminokiselina ima svoj transporter u obliku tRNA, stanica sintetizira veliki broj varijante ovog molekula. Ovisno o vrsti živog organizma, ovaj pokazatelj varira od 80 do 100.

Funkcije tRNA

Transfer RNA je dobavljač supstrata za sintezu proteina, koja se javlja u ribosomima. Zbog jedinstvene sposobnosti da se veže i za aminokiseline i za šablonsku sekvencu, tRNA obavlja funkciju senzorskog adaptera kada prevodi genetske informacije iz RNK oblika u oblik proteina. Interakcija takvog posrednika sa kodirajućom matricom, kao kod transkripcije, zasniva se na principu komplementarnosti azotnih baza.

Glavna funkcija tRNA je da prihvati jedinice aminokiselina i transportuje ih do aparata za sintezu proteina. Iza ovog tehničkog procesa krije se ogromno biološko značenje - implementacija genetskog koda. Implementacija ovog procesa zasniva se na sljedećim karakteristikama:

sve aminokiseline su kodirane nukleotidnim tripletima;
za svaki triplet (ili kodon) postoji antikodon koji je dio tRNK;
svaka tRNA se može vezati samo za određenu aminokiselinu.

Dakle, aminokiselinska sekvenca proteina je određena prema tome koje će tRNA i kojim redoslijedom komplementarno komunicirati sa glasničkom RNK tokom translacije. To je moguće zbog prisustva funkcionalnih centara u prijenosnoj RNK, od kojih je jedan odgovoran za selektivno dodavanje aminokiseline, a drugi za vezivanje za kodon. Stoga su funkcije usko povezane.

Struktura transferne RNK

Jedinstvenost tRNA je u tome što njena molekularna struktura nije linearna. Uključuje dvolančane spiralne regije koje se nazivaju stabljike i 3 jednolančane petlje. Ova konformacija je u obliku lista djeteline.

U strukturi tRNA razlikuju se sljedeće stabljike:

akceptor;
antikodon;
dihidrouridil;
pseudouridil;
dodatno.

Dvostruke spirale stabljike sadrže od 5 do 7 Watson-Crickson parova. Na kraju akceptorske stabljike nalazi se mali lanac nesparenih nukleotida, čiji je 3-hidroksil mjesto vezivanja odgovarajućeg molekula aminokiseline.

Strukturna regija za vezu sa mRNA je jedna od petlji tRNA. Sadrži antikodon, komplementaran osjetilnom tripletu. To je antikodon i kraj akceptora koji obezbjeđuju funkciju adaptera tRNA.

Tercijarna struktura molekula

“List djeteline” je sekundarna struktura tRNA, ali zbog savijanja molekula poprima konformaciju u obliku slova L, koju zajedno drže dodatne vodikove veze.

L-oblik je tercijarna struktura tRNA i sastoji se od dvije gotovo okomite A-RNA spirale, dužine 7 nm i debljine 2 nm. Ovaj oblik molekule ima samo 2 kraja od kojih se na jednom nalazi antikodon, a na drugom akceptorski centar.

Osobine vezivanja tRNA za aminokiselinu

Aktivacija aminokiselina (njihovo dodavanje u prijenosnu RNK) provodi se aminoacil-tRNA sintetazom. Ovaj enzim istovremeno izvodi 2 važne funkcije:

katalizira stvaranje kovalentne veze između 3'-hidroksilne grupe akceptorske stabljike i aminokiseline;
obezbeđuje princip selektivnog podudaranja.

Svaki od njih ima svoju aminoacil-tRNA sintetazu. Može komunicirati samo s odgovarajućom vrstom transportnog molekula. To znači da antikodon potonjeg mora biti komplementaran tripletu koji kodira ovu konkretnu aminokiselinu. Na primjer, leucin sintetaza će se vezati samo za leucin ciljanu tRNA.

Molekul aminoacil-tRNA sintetaze ima tri džepa za vezanje nukleotida, čija su konformacija i naboj komplementarni nukleotidima odgovarajućeg antikodona u tRNA. Dakle, enzim određuje željeni transportni molekul. Mnogo rjeđe, fragment za prepoznavanje je nukleotidna sekvenca akceptorskog stabla.

Struktura i funkcije RNK

RNA- polimer čiji su monomeri ribonukleotidi. Za razliku od DNK, RNK se ne formira od dva, već od jednog polinukleotidnog lanca (s izuzetkom da neki virusi koji sadrže RNK imaju dvolančanu RNK). RNA nukleotidi su sposobni da formiraju vodonične veze jedni s drugima. RNK lanci su mnogo kraći od lanaca DNK.

RNA monomer - nukleotid (ribonukleotid)- sastoji se od ostataka tri supstance: 1) azotne baze, 2) monosaharida sa pet ugljenika (pentoze) i 3) fosforne kiseline. Azotne baze RNK takođe pripadaju klasama pirimidina i purina.

Pirimidinske baze RNK su uracil, citozin, a purinske baze su adenin i gvanin. RNA nukleotidni monosaharid je riboza.

Istaknite tri vrste RNK: 1) informativni(messenger) RNA - mRNA (mRNA), 2) transport RNA - tRNA, 3) ribosomalni RNA - rRNA.

Sve vrste RNK su nerazgranati polinukleotidi, imaju specifičnu prostornu konformaciju i učestvuju u procesima sinteze proteina. Informacije o strukturi svih vrsta RNK pohranjene su u DNK. Proces sinteze RNK na DNK šablonu naziva se transkripcija.

Transfer RNA obično sadrže 76 (od 75 do 95) nukleotida; molekulska težina - 25.000–30.000 tRNA čini oko 10% ukupnog sadržaja RNK u ćeliji. Funkcije tRNA: 1) transport aminokiselina do mesta sinteze proteina, do ribozoma, 2) translacioni posrednik. U ćeliji se nalazi oko 40 tipova tRNA, a svaka od njih ima jedinstvenu sekvencu nukleotida. Međutim, sve tRNA imaju nekoliko intramolekularnih komplementarnih regiona, zbog čega tRNA dobijaju konformaciju nalik na list djeteline. Svaka tRNA ima petlju za kontakt sa ribozomom (1), petlju antikodona (2), petlju za kontakt sa enzimom (3), akceptorsku stabljiku (4) i antikodon (5). Aminokiselina se dodaje na 3" kraj akceptorske stabljike. Anticodon- tri nukleotida koji "identifikuju" kodon mRNA. Treba naglasiti da specifična tRNA može transportirati striktno definiranu aminokiselinu koja odgovara njenom antikodonu. Specifičnost veze između aminokiseline i tRNA postiže se zahvaljujući svojstvima enzima aminoacil-tRNA sintetaze.

Ribosomalna RNA sadrže 3000–5000 nukleotida; molekulska težina - 1.000.000-1.500.000 rRNA čini 80-85% ukupnog sadržaja RNK u ćeliji. U kompleksu sa ribosomskim proteinima, rRNA formira ribozome - organele koje provode sintezu proteina. U eukariotskim ćelijama, sinteza rRNA se odvija u jezgrama. Funkcije rRNA: 1) neophodna strukturna komponenta ribozoma i time osigurava funkcionisanje ribozoma; 2) obezbeđivanje interakcije ribozoma i tRNK; 3) početno vezivanje ribozoma i inicijatorskog kodona mRNK i određivanje okvira čitanja, 4) formiranje aktivnog centra ribozoma.

Interakcija i struktura mRNA, tRNA, RRNA - tri glavne nukleinske kiseline, smatra takva nauka kao što je citologija. Pomoći će razjasniti ulogu transportne ribonukleinske kiseline (tRNA) u stanicama. Ovaj vrlo mali, ali u isto vrijeme neosporno važan molekul učestvuje u procesu kombinovanja proteina koji čine tijelo.

Koja je struktura tRNA? Vrlo je zanimljivo pogledati ovu supstancu "iznutra", saznati njenu biohemiju i biološku ulogu. I takođe, kako su struktura tRNA i njena uloga u sintezi proteina međusobno povezani?

Šta je tRNA, kako je strukturirana?

Transportna ribonukleinska kiselina je uključena u izgradnju novih proteina. Gotovo 10% svih ribonukleinskih kiselina su transportne. Da bude jasno koje hemijski elementi kada se formira molekul, mi ćemo vam reći strukturu sekundarne strukture tRNA. Sekundarna struktura razmatra sve osnovne hemijske veze između elemenata.

To je makromolekula koja se sastoji od polinukleotidnog lanca. Azotne baze u njemu povezane su vodoničnim vezama. Kao i DNK, RNK ima 4 azotne baze: adenin, citozin, gvanin i uracil. U ovim jedinjenjima, 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 transfer RNK je jedan od 3 tipa upravo takvog ribonukleinskog polimera.

Struktura tRNA: biohemija

Pogledajmo najdublje slojeve strukture molekula. Ovi nukleotidi imaju 3 komponente:

Saharoza, sve vrste RNK uključuju ribozu.
Fosforna kiselina.
Azotne baze. To su purini i pirimidini.

Dušične baze su međusobno povezane jakim vezama. Uobičajeno je da se baze dijele na purinske i pirimidinske.

Purini su adenin i gvanin. Adenin odgovara adenil nukleotidu od 2 međusobno povezana prstena. A gvanin odgovara istom nukleotidu gvanina u "jednom prstenu".

Piramidini su citozin i uracil. Pirimidini imaju jednostruku prstenastu strukturu. U RNK nema timina, jer je zamijenjen elementom kao što je uracil. Ovo je važno razumjeti prije nego što obratite pažnju na druge strukturne karakteristike tRNA.

Vrste RNK

Kao što vidite, struktura tRNA ne može se ukratko opisati. Mora se uroniti u biohemiju da bi se razumjela svrha molekula i njena prava struktura. Koji su još poznati ribosomski nukleotidi? Postoje i matrične ili informacione i ribosomske nukleinske kiseline. Skraćeno kao mRNA i RRNA. Sva 3 molekula blisko rade zajedno u ćeliji kako bi se osiguralo da tijelo primi pravilno strukturirane proteinske globule.

Nemoguće je zamisliti rad jednog polimera bez pomoći 2 druga. Strukturne karakteristike tRNA postaju jasnije kada se razmatraju u sprezi sa funkcijama koje su direktno povezane sa radom ribozoma.

Struktura mRNA, tRNA i RRNA je slična na mnogo načina. Svi imaju ribozu u svojoj osnovi. Međutim, njihova struktura i funkcije su različite.

Otkriće nukleinskih kiselina

Švicarac Johann Miescher je 1868. godine otkrio makromolekule u ćelijskom jezgru, kasnije nazvane nukleini. Naziv "nuklein" dolazi od riječi (nukleus) - nukleus. Iako je nešto kasnije otkriveno da su i kod jednoćelijskih bića koja nemaju jezgro prisutne i ove supstance. Sredinom 20. vijeka dobio je Nobelovu nagradu za otkriće sinteze nukleinskih kiselina.

Funkcije tRNA u sintezi proteina

Sam naziv - prijenosna RNK - govori o glavnoj funkciji molekula. Ova nukleinska kiselina "donosi" sa sobom esencijalnu aminokiselinu potrebnu ribosomalnoj RNK za stvaranje specifičnog proteina.

Molekul tRNA ima nekoliko funkcija. Prva je prepoznavanje kodona mRNA, druga funkcija je isporuka gradivnih blokova - aminokiselina za sintezu proteina. Neki drugi stručnjaci ističu funkciju akceptora. Odnosno, dodavanje aminokiselina prema kovalentnom principu. Enzim kao što je aminocil-TRNA sintataza pomaže da se "veže" ova aminokiselina.

Kako je struktura tRNA povezana s njenim funkcijama? Ova posebna ribonukleinska kiselina je dizajnirana tako da se na jednoj strani nalaze azotne baze koje su uvijek povezane u paru. To su elementi koji su nam poznati - A, U, C, G. Tačno 3 "slova" ili azotne baze čine antikodon - obrnuti skup elemenata koji sa kodonom stupa u interakciju prema principu komplementarnosti.

Ovo važna karakteristika Struktura tRNA garantuje da neće biti grešaka pri dekodiranju šablonske nukleinske kiseline. Uostalom, tačan slijed aminokiselina određuje da li se protein koji je trenutno potreban tijelu pravilno sintetizira.

Strukturne karakteristike

Koje su strukturne karakteristike tRNA i njene biološka uloga? Ovo je veoma drevna struktura. Njegove dimenzije su negdje između 73 i 93 nukleotida. Molekularna masa supstance - 25.000-30.000.

Struktura sekundarne strukture tRNA može se analizirati proučavanjem 5 glavnih elemenata molekule. Dakle, ova nukleinska kiselina se sastoji od sljedećih elemenata:

petlja za kontakt sa enzimom;
petlja za kontakt sa ribosomom;
antikodonska petlja;
akceptor;
sam antikodon.

Takođe izoluju malu promenljivu petlju u sekundarnoj strukturi. Jedan krak svih tipova tRNA je isti - stabljika od dva citozinska ostatka i jednog ostatka adenozina. U ovom trenutku dolazi do povezivanja sa 1 od 20 dostupnih aminokiselina. Svaka aminokiselina ima svoj enzim, svoju aminoacil-tRNA.

Sve informacije koje šifriraju strukturu svih nukleinskih kiselina sadržane su u samoj DNK. Struktura TRNA je skoro identična kod svih živih bića na planeti. Izgledat će kao list kada se gleda u 2-D.

Međutim, ako pogledate trodimenzionalno, molekula podsjeća na geometrijsku strukturu u obliku slova L. Ovo se smatra tercijarnom strukturom tRNA. Ali radi lakšeg proučavanja, uobičajeno je da se "odmota" vizuelno. Tercijarna struktura nastaje kao rezultat interakcije elemenata sekundarne strukture, onih dijelova koji su međusobno komplementarni.

TRNA krakovi ili prstenovi igraju važnu ulogu. Jedna ruka je, na primjer, potrebna za kemijsko povezivanje s određenim enzimom.

Karakteristična karakteristika nukleotida je prisustvo ogromnog broja nukleozida. Postoji više od 60 vrsta ovih manjih nukleozida.

TRNA struktura i kodiranje aminokiselina

Znamo da je tRNA antikodon dugačak 3 molekula. Svaki antikodon odgovara specifičnoj, "ličnoj" aminokiselini. Ova aminokiselina je povezana sa tRNA molekulom pomoću posebnog enzima. Čim se 2 aminokiseline spoje, veze sa tRNA se prekidaju. Svi hemijski spojevi i enzimi su potrebni prije potrebnog vremena. Ovako su struktura i funkcije tRNA međusobno povezane.

Ukupno u ćeliji postoji 61 vrsta takvih molekula. Mogu postojati 64 matematičke varijacije, međutim, nedostaju 3 tipa tRNA zbog činjenice da potpuno isti broj stop kodona u mRNA nema antikodone.

Interakcija mRNA i tRNA

Razmotrimo interakciju supstance sa mRNA i RRNA, kao i strukturne karakteristike tRNA. Struktura i svrha makromolekula su međusobno povezani.

Struktura mRNA kopira informacije iz posebnog dijela DNK. Sama DNK je preveliko jedinjenje molekula i nikada ne napušta jezgro. Stoga nam je potrebna intermedijarna RNK-informacijska RNK.

Na osnovu sekvence molekula koju je mRNA kopirala, ribosom gradi protein. Ribosom je zasebna polinukleotidna struktura, čiju strukturu treba razjasniti.

Ribosomalna tRNA: interakcija

Ribosomalna RNK je ogromna organela. Njegova molekularna težina je 1.000.000 - 1.500.000. Gotovo 80% ukupne količine RNK čine ribosomski nukleotidi.

Čini se da hvata lanac mRNA i čeka antikodone, koji će sa sobom donijeti molekule tRNA. Ribosomalna RNK se sastoji od 2 podjedinice: male i velike.

Ribosom se naziva "tvornica", jer se u ovoj organeli odvija sva sinteza potrebnih tvari. Svakodnevni život supstance. Ovo je takođe veoma drevna ćelijska struktura.

Kako dolazi do sinteze proteina u ribosomu?

Struktura tRNA i njena uloga u sintezi proteina su međusobno povezani. Antikodon koji se nalazi na jednoj strani ribonukleinske kiseline pogodan je po obliku za svoju glavnu funkciju - isporuku aminokiselina do ribozoma, gdje dolazi do postepene izgradnje proteina. U suštini, tRNA djeluje kao posrednik. Njegov zadatak je samo da donese potrebnu aminokiselinu.

Kada se informacija pročita iz jednog dijela mRNA, ribosom se pomiče dalje duž lanca. Matrica je potrebna samo za prenošenje kodiranih informacija o konfiguraciji i funkciji pojedinog proteina. Zatim se ribozomu približava još jedna tRNA sa svojim dušičnim bazama. Također dekodira sljedeći dio mRNA.

Dekodiranje se odvija na sljedeći način. Dušične baze se kombinuju po principu komplementarnosti na isti način kao i u samoj DNK. U skladu s tim, TRNA vidi gdje treba da se "privezi" i u koji "hangar" da pošalje aminokiselinu.

Zatim se u ribosomu tako odabrane aminokiseline kemijski vezuju, korak po korak se formira nova linearna makromolekula koja se nakon završetka sinteze uvija u globulu (loptu). Korištene tRNA i mRNA, nakon što završe svoju funkciju, uklanjaju se iz proteinske „tvornice“.

Kada se prvi dio kodona upari s antikodonom, određuje se okvir čitanja. Nakon toga, ako iz nekog razloga dođe do pomaka okvira, tada će neka proteinska karakteristika biti odbijena. Ribosom ne može intervenirati u ovom procesu i riješiti problem. Tek nakon što je proces završen, 2 RRNA podjedinice se ponovo okupljaju. U prosjeku, postoji 1 greška na svakih 10 4 aminokiselina. Za svakih 25 već sastavljenih proteina, mora postojati najmanje 1 greška u replikaciji.

TRNA kao reliktni molekuli

Budući da je tRNA možda postojala u vrijeme nastanka života na Zemlji, naziva se reliktni molekul. Vjeruje se da je RNK prva struktura koja je postojala prije DNK, a zatim evoluirala. Hipoteza RNK svijeta - koju je 1986. godine formulirao laureat Walter Gilbert. Međutim, to je još uvijek teško dokazati. Teorija je potkrijepljena očiglednim činjenicama - molekule tRNA su u stanju pohranjivati blokove informacija i na neki način implementirati te informacije, odnosno obavljati posao.

Ali protivnici teorije tvrde da kratak period života supstance ne može garantovati tu tRNA dobar nosilac bilo kakve biološke informacije. Ovi nukleotidi se brzo raspadaju. 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 je vremenski okvir mnogo kraći - do nekoliko sati. Osim toga, struktura i funkcije tRNA su previše složene da bi molekula postala primarni element Zemljine biosfere.