mengangkut RNA. Struktur, fungsi

Sintesis prekursor rRNA dan tRNA mirip dengan sintesis ire-mRNA. Transkrip utama RNA ribosom tidak mengandung intron, dan di bawah aksi RNase spesifik, transkrip tersebut dibelah untuk membentuk 28S-, 18S-, dan 5.8S-pRNA; 5S-pRNA disintesis dengan partisipasi RNA polimerase III.

rRNA dan tRNA.

Transkrip tRNA primer juga diubah menjadi bentuk matang dengan hidrolisis parsial.
Semua jenis RNA terlibat dalam biosintesis protein, tetapi fungsinya dalam proses ini berbeda. Peran matriks yang menentukan struktur primer protein dilakukan oleh messenger RNAs (mRNAs).Penggunaan sistem biosintesis protein bebas sel sangat penting untuk mempelajari mekanisme translasi. Jika homogenat jaringan diinkubasi dengan campuran asam amino, yang setidaknya satu diberi label, maka biosintesis protein dapat direkam dengan penggabungan label ke dalam protein. Struktur utama protein yang disintesis ditentukan oleh struktur utama mRNA yang ditambahkan ke sistem. Jika sistem bebas sel terdiri dari mRNA globin (dapat diisolasi dari retikulosit), globin disintesis (a- dan (3-rantai globin); jika albumin disintesis dari mRNA albumin yang diisolasi dari hepatosit, dll.

14. Nilai replikasi:

a) proses adalah mekanisme molekuler penting yang mendasari semua jenis pembelahan sel proeukariotik, b) menyediakan semua jenis reproduksi organisme uniseluler dan multiseluler,

c) mempertahankan keteguhan seluler

komposisi organ, jaringan dan organisme sebagai hasil regenerasi fisiologis

d) memastikan keberadaan individu individu dalam jangka panjang;

e) memastikan keberadaan spesies organisme dalam jangka panjang;

e) proses berkontribusi pada penggandaan informasi yang tepat;

g) kesalahan (mutasi) dimungkinkan dalam proses replikasi, yang dapat menyebabkan gangguan sintesis protein dengan perkembangan perubahan patologis.

Sifat unik molekul DNA untuk menggandakan diri sebelum pembelahan sel disebut replikasi.

Sifat khusus DNA asli sebagai pembawa informasi herediter:

1) replikasi - pembentukan rantai baru saling melengkapi;

2) koreksi diri - DNA polimerase memotong daerah yang direplikasi secara keliru (10-6);

3) reparasi - restorasi;

Implementasi proses ini terjadi di dalam sel dengan partisipasi enzim khusus.

Bagaimana sistem perbaikan bekerja Eksperimen yang mengungkapkan mekanisme perbaikan dan keberadaan kemampuan ini dilakukan dengan bantuan organisme uniseluler. Tetapi proses perbaikan melekat pada sel-sel hidup hewan dan manusia. Beberapa orang menderita xeroderma pigmentosa. Penyakit ini disebabkan oleh ketidakmampuan sel untuk mensintesis ulang DNA yang rusak. Xeroderma diturunkan. Sistem reparasinya terbuat dari apa? Empat enzim yang mendukung proses perbaikan adalah DNA helicase, -exonuclease, -polymerase dan -ligase. Yang pertama dari senyawa ini mampu mengenali kerusakan pada rantai molekul asam deoksiribonukleat. Itu tidak hanya mengenali, tetapi juga memotong rantai di tempat yang tepat untuk menghilangkan segmen molekul yang berubah. Eliminasi itu sendiri dilakukan dengan bantuan DNA exonuclease. Selanjutnya, segmen baru dari molekul asam deoksiribonukleat disintesis dari asam amino untuk sepenuhnya menggantikan segmen yang rusak. Nah, kunci terakhir dari prosedur biologis paling kompleks ini dilakukan dengan menggunakan enzim DNA ligase. Ini bertanggung jawab untuk menempelkan situs yang disintesis ke molekul yang rusak. Setelah keempat enzim melakukan tugasnya, molekul DNA benar-benar diperbarui dan semua kerusakan sudah berlalu. Beginilah cara mekanisme di dalam sel hidup bekerja secara harmonis.

Klasifikasi Saat ini, para ilmuwan membedakan jenis sistem reparasi berikut. Mereka diaktifkan tergantung pada berbagai faktor. Ini termasuk: Pengaktifan kembali. pemulihan rekombinasi. Perbaikan heterodupleks. perbaikan eksisi. Penyatuan kembali ujung-ujung molekul DNA yang tidak homolog. Semua organisme uniseluler memiliki setidaknya tiga sistem enzim. Masing-masing memiliki kemampuan untuk melakukan proses pemulihan. Sistem ini meliputi: langsung, eksisi dan pascareplikasi. Prokariota memiliki ketiga jenis perbaikan DNA ini. Adapun eukariota, mereka memiliki mekanisme tambahan yang mereka miliki, yang disebut Miss-mathe dan Sos-repair. Biologi telah mempelajari secara rinci semua jenis penyembuhan diri dari materi genetik sel.

15. Kode genetik adalah cara pengkodean urutan asam amino protein menggunakan urutan nukleotida, karakteristik semua organisme hidup. Urutan asam amino dalam molekul protein dienkripsi sebagai urutan nukleotida dalam molekul DNA dan disebut kode genetik. Wilayah molekul DNA yang bertanggung jawab untuk sintesis protein tunggal disebut genom.

Empat nukleotida digunakan dalam DNA - adenin (A), guanin (G), sitosin (C), timin (T), yang dalam literatur bahasa Rusia dilambangkan dengan huruf A, G, C dan T. Huruf-huruf ini membentuk alfabet kode genetik. Dalam RNA, nukleotida yang sama digunakan, dengan pengecualian timin, yang digantikan oleh nukleotida serupa - urasil, yang dilambangkan dengan huruf U (U dalam literatur berbahasa Rusia). Dalam molekul DNA dan RNA, nukleotida berbaris dalam rantai dan, dengan demikian, urutan huruf genetik diperoleh.

Ada 20 asam amino berbeda yang digunakan di alam untuk membangun protein. Setiap protein adalah rantai atau beberapa rantai asam amino dalam urutan yang ditentukan secara ketat. Urutan ini menentukan struktur protein, dan karena itu semua sifat biologis. Himpunan asam amino juga universal untuk hampir semua organisme hidup.

Implementasi informasi genetik dalam sel hidup (yaitu, sintesis protein yang dikodekan oleh gen) dilakukan dengan menggunakan dua proses matriks: transkripsi (yaitu, sintesis mRNA pada cetakan DNA) dan translasi kode genetik menjadi asam amino urutan (sintesis rantai polipeptida pada template mRNA). Tiga nukleotida berurutan cukup untuk mengkodekan 20 asam amino, serta sinyal berhenti, yang berarti akhir dari urutan protein. Satu set tiga nukleotida disebut triplet. Singkatan yang sesuai dengan asam amino dan kodon ditunjukkan pada gambar.

Sifat kode genetik

Tripletity - unit kode yang signifikan adalah kombinasi dari tiga nukleotida (triplet, atau kodon).

Kontinuitas - tidak ada tanda baca di antara kembar tiga, yaitu informasi dibaca terus menerus.

Tidak tumpang tindih - nukleotida yang sama tidak dapat secara bersamaan menjadi bagian dari dua atau lebih kembar tiga. (Tidak benar untuk beberapa gen yang tumpang tindih dalam virus, mitokondria, dan bakteri yang mengkodekan banyak protein frameshift.)

Ketidakjelasan - kodon tertentu hanya sesuai dengan satu asam amino. (Properti ini tidak universal. Kodon UGA dalam kode Euplotes crassus untuk dua asam amino, sistein dan selenocysteine)

Degenerasi (redundansi) - beberapa kodon dapat sesuai dengan asam amino yang sama.

Universalitas - kode genetik bekerja dengan cara yang sama pada organisme dengan tingkat kerumitan yang berbeda - dari virus hingga manusia (metode rekayasa genetika didasarkan pada ini) (Ada juga sejumlah pengecualian untuk properti ini, lihat tabel di "Variasi bagian kode genetik standar" dalam artikel ini).

16.Kondisi untuk biosintesis

Biosintesis protein membutuhkan informasi genetik dari sebuah molekul DNA; RNA informasi - pembawa informasi ini dari nukleus ke tempat sintesis; ribosom - organel tempat sintesis protein sebenarnya terjadi; satu set asam amino dalam sitoplasma; mengangkut RNA yang mengkode asam amino dan membawanya ke tempat sintesis di ribosom; ATP adalah zat yang menyediakan energi untuk proses pengkodean dan biosintesis.

Tahapan

Transkripsi- proses biosintesis semua jenis RNA pada matriks DNA, yang berlangsung di dalam nukleus.

Bagian tertentu dari molekul DNA didespiralisasi, ikatan hidrogen antara dua rantai dihancurkan oleh aksi enzim. Pada satu untai DNA, seperti pada matriks, salinan RNA disintesis dari nukleotida menurut prinsip komplementer. Tergantung pada wilayah DNA, RNA ribosom, transpor, dan informasi disintesis dengan cara ini.

Setelah sintesis mRNA, ia meninggalkan nukleus dan pergi ke sitoplasma ke tempat sintesis protein pada ribosom.

Siaran- proses sintesis rantai polipeptida, dilakukan pada ribosom, di mana mRNA merupakan perantara dalam transfer informasi tentang struktur primer protein.

Biosintesis protein terdiri dari serangkaian reaksi.

1. Aktivasi dan pengkodean asam amino. tRNA berbentuk daun semanggi, di bagian tengahnya terdapat antikodon triplet yang sesuai dengan kode asam amino tertentu dan kodon pada mRNA. Setiap asam amino terhubung ke tRNA yang sesuai menggunakan energi ATP. Kompleks tRNA-asam amino terbentuk, yang memasuki ribosom.

2. Pembentukan kompleks mRNA-ribosom. mRNA dalam sitoplasma dihubungkan oleh ribosom pada RE granular.

3. Perakitan rantai polipeptida. tRNA dengan asam amino, menurut prinsip komplementaritas antikodon dengan kodon, bergabung dengan mRNA dan masuk ke ribosom. Di pusat peptida ribosom, ikatan peptida terbentuk antara dua asam amino, dan tRNA yang dilepaskan meninggalkan ribosom. Pada saat yang sama, mRNA memajukan satu triplet setiap kali, memperkenalkan tRNA baru - asam amino dan mengeluarkan tRNA yang dilepaskan dari ribosom. Seluruh proses ini didukung oleh ATP. Satu mRNA dapat bergabung dengan beberapa ribosom, membentuk polisom, di mana banyak molekul dari satu protein disintesis secara bersamaan. Sintesis berakhir ketika kodon yang tidak berarti (kode berhenti) dimulai pada mRNA. Ribosom dipisahkan dari mRNA, rantai polipeptida dikeluarkan darinya. Karena seluruh proses sintesis berlangsung pada retikulum endoplasma granular, rantai polipeptida yang dihasilkan memasuki tubulus EPS, di mana mereka memperoleh struktur akhir dan berubah menjadi molekul protein.

Semua reaksi sintesis dikatalisis oleh enzim khusus menggunakan energi ATP. Tingkat sintesis sangat tinggi dan tergantung pada panjang polipeptida. Misalnya, di ribosom Escherichia coli, protein 300 asam amino disintesis dalam waktu sekitar 15-20 detik.

Adalah sintesis molekul protein berdasarkan messenger RNA (terjemahan). Namun, tidak seperti transkripsi, urutan nukleotida tidak dapat diterjemahkan ke dalam asam amino secara langsung, karena senyawa ini memiliki perbedaan sifat kimia. Oleh karena itu, penerjemahan memerlukan perantara berupa transfer RNA (tRNA), yang berfungsi menerjemahkan kode genetik ke dalam “bahasa” asam amino.

Karakteristik umum RNA transfer

Transfer RNA atau tRNA adalah molekul kecil yang mengantarkan asam amino ke tempat sintesis protein (ke dalam ribosom). Jumlah jenis asam ribonukleat ini di dalam sel kira-kira 10% dari total kumpulan RNA.

Seperti jenis tRNA lainnya, ia terdiri dari rantai ribonukleosida trifosfat. Panjang urutan nukleotida adalah 70-90 unit, dan sekitar 10% dari komposisi molekul jatuh pada komponen kecil.

Karena kenyataan bahwa setiap asam amino memiliki pembawanya sendiri dalam bentuk tRNA, sel mensintesis sejumlah besar varietas molekul ini. Tergantung pada jenis organisme hidup, indikator ini bervariasi dari 80 hingga 100.

fungsi tRNA

Transfer RNA adalah pemasok substrat untuk sintesis protein, yang terjadi di ribosom. Karena kemampuan unik untuk mengikat asam amino dan urutan template, tRNA bertindak sebagai adaptor semantik dalam transfer informasi genetik dari bentuk RNA ke bentuk protein. Interaksi mediator semacam itu dengan matriks pengkode, seperti dalam transkripsi, didasarkan pada prinsip komplementaritas basa nitrogen.

Fungsi utama tRNA adalah menerima unit asam amino dan mengangkutnya ke peralatan sintesis protein. Di balik proses teknis ini terdapat makna biologis yang sangat besar - penerapan kode genetik. Implementasi proses ini didasarkan pada fitur-fitur berikut:

semua asam amino dikodekan oleh triplet nukleotida;
untuk setiap triplet (atau kodon) ada antikodon yang merupakan bagian dari tRNA;
setiap tRNA hanya dapat mengikat asam amino tertentu.

Dengan demikian, urutan asam amino protein ditentukan oleh tRNA mana dan dalam urutan apa akan saling berinteraksi secara komplementer dengan RNA pembawa pesan selama translasi. Hal ini dimungkinkan karena adanya pusat fungsional dalam RNA transfer, salah satunya bertanggung jawab untuk perlekatan selektif asam amino, dan yang lainnya untuk mengikat kodon. Oleh karena itu, fungsi dan berkaitan erat.

Struktur RNA transfer

Keunikan tRNA terletak pada struktur molekulnya yang tidak linier. Ini termasuk bagian heliks beruntai ganda, yang disebut batang, dan 3 loop beruntai tunggal. Secara bentuk, konformasi ini menyerupai daun semanggi.

Dalam struktur tRNA, batang berikut dibedakan:

akseptor;
antikodon;
dihidrouridil;
pseudouridil;
tambahan.

Batang spiral ganda mengandung 5 hingga 7 pasangan Watson-Crickson. Di ujung batang akseptor adalah rantai kecil nukleotida tidak berpasangan, 3-hidroksil yang merupakan tempat perlekatan molekul asam amino yang sesuai.

Wilayah struktural untuk koneksi dengan mRNA adalah salah satu loop tRNA. Ini berisi antikodon yang melengkapi triplet semantik.Ini adalah antikodon dan ujung penerima yang menyediakan fungsi adaptor tRNA.

Struktur tersier suatu molekul

"Daun semanggi" adalah struktur sekunder tRNA, namun, karena pelipatan, molekul tersebut memperoleh konformasi berbentuk L, yang disatukan oleh ikatan hidrogen tambahan.

Bentuk-L adalah struktur tersier tRNA dan terdiri dari dua heliks A-RNA yang hampir tegak lurus, memiliki panjang 7 nm dan ketebalan 2 nm. Bentuk molekul ini hanya memiliki 2 ujung, salah satunya memiliki antikodon, dan yang lainnya memiliki pusat akseptor.

Fitur pengikatan tRNA ke asam amino

Aktivasi asam amino (penempelannya pada RNA transfer) dilakukan oleh aminoasil-tRNA sintetase. Enzim ini secara bersamaan melakukan 2 fungsi penting:

mengkatalisis pembentukan ikatan kovalen antara gugus 3'-hidroksil dari batang akseptor dan asam amino;
memberikan prinsip kesesuaian selektif.

Masing-masing dari mereka memiliki sintetase aminoasil-tRNA sendiri. Itu hanya dapat berinteraksi dengan jenis molekul transpor yang sesuai. Ini berarti bahwa antikodon yang terakhir harus komplementer dengan triplet yang mengkode asam amino khusus ini. Misalnya, leusin sintetase hanya akan mengikat tRNA yang ditujukan untuk leusin.

Molekul sintetase aminoasil-tRNA memiliki tiga kantong pengikat nukleotida, yang konformasi dan muatannya saling melengkapi dengan nukleotida antikodon yang sesuai dalam tRNA. Dengan demikian, enzim menentukan molekul transpor yang diinginkan. Jauh lebih jarang, urutan nukleotida batang akseptor berfungsi sebagai fragmen pengenalan.

Struktur dan fungsi RNA

RNA- polimer yang monomernya adalah ribonukleotida. Tidak seperti DNA, RNA dibentuk bukan oleh dua, tetapi oleh satu rantai polinukleotida (pengecualian adalah bahwa beberapa virus yang mengandung RNA memiliki RNA untai ganda). Nukleotida RNA mampu membentuk ikatan hidrogen satu sama lain. Rantai RNA jauh lebih pendek daripada rantai DNA.

RNA monomer - nukleotida (ribonukleotida)- terdiri dari residu tiga zat: 1) basa nitrogen, 2) monosakarida berkarbon lima (pentosa) dan 3) asam fosfat. Basa nitrogen RNA juga termasuk dalam kelas pirimidin dan purin.

Basa pirimidin RNA - urasil, sitosin, basa purin - adenin dan guanin. Monosakarida nukleotida RNA diwakili oleh ribosa.

alokasikan tiga jenis RNA: 1) informasional(matriks) RNA - mRNA (mRNA), 2) mengangkut RNA - tRNA, 3) ribosom RNA-rRNA.

Semua jenis RNA adalah polinukleotida tidak bercabang, memiliki konformasi spasial tertentu dan mengambil bagian dalam proses sintesis protein. Informasi tentang struktur semua jenis RNA disimpan dalam DNA. Proses sintesis RNA pada cetakan DNA disebut transkripsi.

RNA transfer biasanya mengandung 76 (dari 75 hingga 95) nukleotida; berat molekul - 25.000–30.000 tRNA menyumbang sekitar 10% dari total konten RNA dalam sel. Fungsi tRNA: 1) transpor asam amino ke tempat sintesis protein, ke ribosom, 2) mediator translasi. Sekitar 40 jenis tRNA ditemukan di dalam sel, masing-masing memiliki karakteristik urutan nukleotida hanya untuk itu. Namun, semua tRNA memiliki beberapa daerah komplementer intramolekul, karena itu tRNA memperoleh konformasi yang menyerupai bentuk daun semanggi. Setiap tRNA memiliki loop untuk kontak dengan ribosom (1), loop antikodon (2), loop untuk kontak dengan enzim (3), batang akseptor (4), dan antikodon (5). Asam amino melekat pada ujung 3' dari batang akseptor. Antikodon- tiga nukleotida yang "mengenali" kodon mRNA. Harus ditekankan bahwa tRNA tertentu dapat mengangkut asam amino yang ditentukan secara ketat sesuai dengan antikodonnya. Kekhususan koneksi asam amino dan tRNA dicapai karena sifat-sifat enzim aminoasil-tRNA sintetase.

RNA ribosom mengandung 3000–5000 nukleotida; berat molekul - 1.000.000-1.500.000 rRNA menyumbang 80-85% dari total konten RNA dalam sel. Dalam kompleks dengan protein ribosom, rRNA membentuk ribosom - organel yang melakukan sintesis protein. Pada sel eukariotik, sintesis rRNA terjadi di nukleolus. fungsi rRNA: 1) komponen struktural ribosom yang diperlukan dan, dengan demikian, memastikan fungsi ribosom; 2) memastikan interaksi ribosom dan tRNA; 3) pengikatan awal ribosom dan kodon inisiator mRNA dan penentuan kerangka baca; 4) pembentukan pusat aktif ribosom.

Interaksi dan struktur IRNA, tRNA, RRNA - tiga utama asam nukleat, menganggap ilmu seperti sitologi. Ini akan membantu untuk mengetahui apa peran transportasi asam ribonukleat (tRNA) dalam sel. Ini sangat kecil, tetapi pada saat yang sama, molekul penting yang tidak dapat disangkal mengambil bagian dalam proses menggabungkan protein yang membentuk tubuh.

Bagaimana struktur tRNA? Sangat menarik untuk mempertimbangkan zat ini "dari dalam", untuk mengetahui peran biokimia dan biologisnya. Dan juga, bagaimana struktur tRNA dan perannya dalam sintesis protein saling terkait?

Apa itu TRNA, bagaimana pengaturannya?

Asam ribonukleat transportasi terlibat dalam pembangunan protein baru. Hampir 10% dari semua asam ribonukleat adalah transportasi. Untuk memperjelas yang mana unsur kimia molekul terbentuk, kami akan menggambarkan struktur struktur sekunder tRNA. Struktur sekunder mempertimbangkan semua ikatan kimia utama antara unsur-unsur.

Ini adalah makromolekul yang terdiri dari rantai polinukleotida. Basa nitrogen di dalamnya dihubungkan oleh ikatan hidrogen. Seperti DNA, RNA memiliki 4 basa nitrogen: adenin, sitosin, guanin, dan urasil. Dalam senyawa ini, adenin selalu dikaitkan dengan urasil, dan guanin, seperti biasa, dengan sitosin.

Mengapa nukleotida memiliki awalan ribo-? Sederhananya, semua polimer linier yang memiliki ribosa dan bukan pentosa di dasar nukleotida disebut ribonukleat. Dan transfer RNA adalah salah satu dari 3 jenis polimer ribonukleat.

Struktur tRNA: biokimia

Mari kita lihat lapisan terdalam dari struktur molekul. Nukleotida ini memiliki 3 komponen:

Sukrosa, ribosa terlibat dalam semua jenis RNA.
asam fosfat.
Basa nitrogen. Ini adalah purin dan pirimidin.

Basa nitrogen dihubungkan bersama oleh ikatan yang kuat. Merupakan kebiasaan untuk membagi basa menjadi purin dan pirimidin.

Purin adalah adenin dan guanin. Adenin sesuai dengan nukleotida adenil dari 2 cincin yang saling berhubungan. Dan guanin sesuai dengan nukleotida guanin "cincin tunggal" yang sama.

Piramida adalah sitosin dan urasil. Pirimidin memiliki struktur cincin tunggal. Tidak ada timin dalam RNA, karena digantikan oleh unsur seperti urasil. Ini penting untuk dipahami sebelum melihat fitur struktural tRNA lainnya.

Jenis RNA

Seperti yang Anda lihat, struktur tRNA tidak dapat dijelaskan secara singkat. Anda perlu mempelajari biokimia untuk memahami tujuan molekul dan struktur aslinya. Nukleotida ribosom apa lagi yang diketahui? Ada juga asam nukleat matriks atau informasional dan ribosom. Disingkat RNA dan RNA. Semua 3 molekul bekerja erat satu sama lain di dalam sel sehingga tubuh menerima butiran protein yang terstruktur dengan benar.

Tidak mungkin membayangkan kerja satu polimer tanpa bantuan 2 polimer lainnya. Fitur struktural tRNA menjadi lebih mudah dipahami jika dikaitkan dengan fungsi yang terkait langsung dengan kerja ribosom.

Struktur RNA, tRNA, rRNA serupa dalam banyak hal. Semua memiliki basis ribosa. Namun, struktur dan fungsinya berbeda.

Penemuan asam nukleat

Johann Miescher dari Swiss menemukan makromolekul dalam inti sel pada tahun 1868, yang kemudian disebut nuklein. Nama "nuklein" berasal dari kata (nukleus) - nukleus. Meskipun beberapa saat kemudian ditemukan bahwa pada makhluk uniseluler yang tidak memiliki inti, zat ini juga ada. Pada pertengahan abad ke-20, Hadiah Nobel diterima untuk penemuan sintesis asam nukleat.

tRNA berfungsi dalam sintesis protein

Nama itu sendiri - transfer RNA - menunjukkan fungsi utama molekul. Asam nukleat ini "membawa" asam amino esensial yang dibutuhkan oleh RNA ribosom untuk membuat protein tertentu.

Molekul tRNA memiliki beberapa fungsi. Yang pertama adalah pengenalan kodon IRNA, fungsi kedua adalah pengiriman blok bangunan - asam amino untuk sintesis protein. Beberapa ahli lebih membedakan fungsi akseptor. Artinya, penambahan asam amino menurut prinsip kovalen. Ini membantu untuk "melampirkan" asam amino ini ke enzim seperti sintatase aminosil-tRNA.

Bagaimana struktur tRNA terkait dengan fungsinya? Asam ribonukleat khusus ini dirancang sedemikian rupa sehingga di satu sisi ada basa nitrogen, yang selalu terhubung berpasangan. Ini adalah elemen yang kita ketahui - A, U, C, G. Tepat 3 "huruf" atau basa nitrogen membentuk antikodon - kumpulan elemen terbalik yang berinteraksi dengan kodon sesuai dengan prinsip saling melengkapi.

Ini fitur penting Struktur tRNA memastikan bahwa tidak akan ada kesalahan dalam decoding asam nukleat template. Bagaimanapun, urutan asam amino yang tepat menentukan apakah protein yang dibutuhkan tubuh saat ini disintesis dengan benar.

Fitur struktural

Apa fitur struktural tRNA dan peran biologis? Ini adalah struktur yang sangat kuno. Ukurannya sekitar 73 - 93 nukleotida. Massa molekul zat - 25.000-30.000.

Struktur struktur sekunder tRNA dapat dibongkar dengan memeriksa 5 elemen utama molekul. Jadi, asam nukleat ini terdiri dari unsur-unsur berikut:

loop untuk kontak dengan enzim;
loop untuk kontak dengan ribosom;
lingkaran antikodon;
batang akseptor;
antikodon itu sendiri.

Dan juga mengalokasikan loop variabel kecil di struktur sekunder. Satu lengan di semua jenis tRNA adalah sama - batang dari dua residu sitosin dan satu adenosin. Di tempat inilah koneksi dengan 1 dari 20 asam amino yang tersedia terjadi. Untuk setiap asam amino, enzim terpisah dimaksudkan - aminoasil-tRNA-nya sendiri.

Semua informasi yang mengenkripsi struktur semua asam nukleat terkandung dalam DNA itu sendiri. Struktur tRNA pada semua makhluk hidup di planet ini hampir identik. Ini akan terlihat seperti daun jika dilihat dalam 2-D.

Namun, jika dilihat dari volumenya, molekul tersebut menyerupai struktur geometris berbentuk L. Ini dianggap sebagai struktur tersier tRNA. Tetapi untuk kenyamanan belajar, biasanya "memutar" secara visual. Struktur tersier terbentuk sebagai hasil interaksi unsur-unsur struktur sekunder, bagian-bagian yang saling melengkapi.

Lengan atau cincin tRNA memainkan peran penting. Satu lengan, misalnya, diperlukan untuk ikatan kimia dengan enzim tertentu.

Ciri khas nukleotida adalah adanya sejumlah besar nukleosida. Ada lebih dari 60 jenis nukleosida minor ini.

struktur tRNA dan pengkodean asam amino

Kita tahu bahwa antikodon tRNA memiliki panjang 3 molekul. Setiap antikodon sesuai dengan asam amino "pribadi" tertentu. Asam amino ini terhubung ke molekul tRNA menggunakan enzim khusus. Segera setelah 2 asam amino bersatu, ikatan pada tRNA terputus. Semua senyawa kimia dan enzim dibutuhkan sampai waktu yang dibutuhkan. Ini adalah bagaimana struktur dan fungsi tRNA saling berhubungan.

Secara total, ada 61 jenis molekul seperti itu di dalam sel. Mungkin ada 64 variasi matematis.Namun, 3 jenis tRNA tidak ada karena fakta bahwa jumlah kodon stop di IRNA ini tidak memiliki antikodon.

Interaksi antara RNA dan tRNA

Mari kita pertimbangkan interaksi suatu zat dengan RNA dan RRNA, serta fitur struktural tRNA. Struktur dan tujuan makromolekul saling terkait.

Struktur IRNA menyalin informasi dari bagian DNA yang terpisah. DNA itu sendiri adalah koneksi molekul yang terlalu besar, dan tidak pernah meninggalkan nukleus. Oleh karena itu, RNA perantara diperlukan - informasional.

Berdasarkan urutan molekul yang disalin oleh RNA, ribosom membangun protein. Ribosom adalah struktur polinukleotida yang terpisah, struktur yang perlu dijelaskan.

tRNA ribosom: interaksi

RNA ribosom adalah organel besar. Berat molekulnya adalah 1.000.000 - 1.500.000. Hampir 80% dari jumlah total RNA adalah nukleotida ribosom.

Tampaknya menangkap rantai IRNA dan menunggu antikodon yang akan membawa molekul tRNA bersamanya. RNA ribosom terdiri dari 2 subunit: kecil dan besar.

Ribosom disebut "pabrik", karena dalam organel ini semua sintesis yang diperlukan untuk Kehidupan sehari-hari zat. Ini juga merupakan struktur sel yang sangat kuno.

Bagaimana sintesis protein terjadi di ribosom?

Struktur tRNA dan perannya dalam sintesis protein saling terkait. Antikodon yang terletak di salah satu sisi asam ribonukleat cocok dalam bentuknya untuk fungsi utama - pengiriman asam amino ke ribosom, di mana penyelarasan bertahap protein terjadi. Pada dasarnya, TRNA bertindak sebagai perantara. Tugasnya hanya membawa asam amino yang diperlukan.

Ketika informasi dibaca dari satu bagian RNA, ribosom bergerak lebih jauh di sepanjang rantai. Template diperlukan hanya untuk menyampaikan informasi yang disandikan tentang konfigurasi dan fungsi protein tunggal. Selanjutnya, tRNA lain mendekati ribosom dengan basa nitrogennya. Ini juga menerjemahkan bagian berikutnya dari MRNA.

Decoding berlangsung sebagai berikut. Basa nitrogen bergabung menurut prinsip saling melengkapi dengan cara yang sama seperti pada DNA itu sendiri. Dengan demikian, TRNA melihat di mana ia perlu "metambatkan" dan ke "hangar" mana untuk mengirim asam amino.

Kemudian, di ribosom, asam amino yang dipilih dengan cara ini terikat secara kimia, langkah demi langkah makromolekul linier baru terbentuk, yang, setelah akhir sintesis, berputar menjadi globul (bola). TRNA dan RNA bekas, setelah memenuhi fungsinya, dikeluarkan dari "pabrik" protein.

Ketika bagian pertama kodon bergabung dengan antikodon, kerangka pembacaan ditentukan. Selanjutnya, jika karena alasan tertentu terjadi pergeseran bingkai, maka beberapa tanda protein akan ditolak. Ribosom tidak dapat campur tangan dalam proses ini dan memecahkan masalah. Baru setelah proses selesai, 2 subunit rRNA digabungkan kembali. Rata-rata, untuk setiap 10 4 asam amino, ada 1 kesalahan. Untuk setiap 25 protein yang sudah dirakit, setidaknya 1 kesalahan replikasi pasti akan terjadi.

tRNA sebagai molekul peninggalan

Karena tRNA mungkin telah ada pada saat kelahiran kehidupan di bumi, itu disebut molekul peninggalan. Diyakini bahwa RNA adalah struktur pertama yang ada sebelum DNA dan kemudian berevolusi. Hipotesis Dunia RNA - dirumuskan pada tahun 1986 oleh pemenang penghargaan Walter Gilbert. Namun, masih sulit untuk membuktikannya. Teori ini dipertahankan oleh fakta yang jelas - molekul tRNA mampu menyimpan blok informasi dan entah bagaimana mengimplementasikan informasi ini, yaitu, melakukan pekerjaan.

Tetapi penentang teori tersebut berpendapat bahwa periode singkat kehidupan suatu zat tidak dapat menjamin bahwa tRNA pembawa yang baik informasi biologis apa pun. Nukleotida ini cepat terdegradasi. Masa hidup tRNA dalam sel manusia berkisar dari beberapa menit hingga beberapa jam. Beberapa spesies dapat bertahan hingga satu hari. Dan jika kita berbicara tentang nukleotida yang sama pada bakteri, maka istilahnya jauh lebih pendek - hingga beberapa jam. Selain itu, struktur dan fungsi tRNA terlalu kompleks untuk sebuah molekul menjadi elemen utama biosfer Bumi.