ARN de transport. Structură, funcții

Sinteza precursorilor ARNr și ARNt este similară cu sinteza ARNm-ire. Transcriptul primar al ARN-ului ribozomal nu conține introni, iar sub acțiunea RNazelor specifice este scindat pentru a forma 28S-, 18S- și 5.8S-pARN; 5S-pARN este sintetizat cu participarea ARN polimerazei III.

ARNr și ARNt.

Transcriptele tARN primare sunt, de asemenea, convertite în forme mature prin hidroliză parțială.
Toate tipurile de ARN sunt implicate în biosinteza proteinelor, dar funcțiile lor în acest proces sunt diferite. Rolul matricei care determină structura primară a proteinelor este îndeplinit de ARN-uri mesager (ARNm).Utilizarea sistemelor libere de celule de biosinteză a proteinelor este de mare importanță pentru studiul mecanismelor de translație. Dacă omogenatele tisulare sunt incubate cu un amestec de aminoacizi, dintre care cel puțin unul este marcat, atunci biosinteza proteinelor poate fi înregistrată prin încorporarea etichetei în proteine. Structura primară a proteinei sintetizate este determinată de structura primară a ARNm adăugată în sistem. Dacă sistemul liber de celule este compus din ARNm de globină (poate fi izolat din reticulocite), globina este sintetizată (lanțuri a- și (3-lanțuri de globină); dacă albumina este sintetizată din ARNm de albumină izolat din hepatocite etc.

14. Valoarea de replicare:

a) procesul este un mecanism molecular important care stă la baza tuturor tipurilor de diviziune celulară proeucariotă, b) asigură toate tipurile de reproducere atât a organismelor unicelulare, cât și multicelulare,

c) menţine constanta celularului

compoziția organelor, țesuturilor și organismului ca urmare a regenerării fiziologice

d) asigură existența pe termen lung a indivizilor;

e) asigură existența pe termen lung a speciilor de organisme;

e) procesul contribuie la dublarea exactă a informaţiei;

g) sunt posibile erori (mutații) în procesul de replicare, ceea ce poate duce la deteriorarea sintezei proteinelor cu dezvoltarea modificărilor patologice.

Proprietatea unică a moleculei de ADN de a se dubla înainte de diviziunea celulară se numește replicare.

Proprietăți speciale ale ADN-ului nativ ca purtător de informații ereditare:

1) replicare - formarea de noi lanțuri este complementară;

2) autocorecție - ADN polimeraza scindează regiunile replicate eronat (10-6);

3) reparare - restaurare;

Implementarea acestor procese are loc în celulă cu participarea enzimelor speciale.

Cum funcționează sistemul de reparare Experimentele care au dezvăluit mecanismele de reparare și însăși existența acestei abilități au fost efectuate cu ajutorul organismelor unicelulare. Dar procesele de reparare sunt inerente celulelor vii ale animalelor și ale oamenilor. Unii oameni suferă de xeroderma pigmentosum. Această boală este cauzată de incapacitatea celulelor de a resintetiza ADN-ul deteriorat. Xerodermia este moștenită. Din ce este alcatuit sistemul de reparatii? Cele patru enzime care susțin procesul de reparare sunt ADN helicaza, -exonucleaza, -polimeraza și -ligaza. Primul dintre acești compuși este capabil să recunoască deteriorarea lanțului moleculei de acid dezoxiribonucleic. Nu numai că recunoaște, dar și taie lanțul în locul potrivit pentru a elimina segmentul modificat al moleculei. Eliminarea în sine se realizează cu ajutorul exonucleazei ADN. Apoi, un nou segment al moleculei de acid dezoxiribonucleic este sintetizat din aminoacizi pentru a înlocui complet segmentul deteriorat. Ei bine, coarda finală a acestei cele mai complexe proceduri biologice este efectuată folosind enzima ADN ligază. Este responsabil pentru atașarea situsului sintetizat la molecula deteriorată. După ce toate cele patru enzime și-au făcut treaba, molecula de ADN este complet reînnoită și toate daunele aparțin trecutului. Acesta este modul în care mecanismele din interiorul unei celule vii funcționează în armonie.

Clasificare În prezent, oamenii de știință disting următoarele tipuri de sisteme de reparații. Ele sunt activate în funcție de diverși factori. Acestea includ: Reactivarea. recuperare prin recombinare. Repararea heteroduplexurilor. repararea exciziei. Reuniunea capetelor non-omolog ale moleculelor de ADN. Toate organismele unicelulare au cel puțin trei sisteme enzimatice. Fiecare dintre ei are capacitatea de a efectua procesul de recuperare. Aceste sisteme includ: direct, excizial și postreplicativ. Procariotele posedă aceste trei tipuri de reparații ADN. În ceea ce privește eucariotele, acestea au la dispoziție mecanisme suplimentare, care se numesc Miss-mathe și Sos-repair. Biologia a studiat în detaliu toate aceste tipuri de autovindecare a materialului genetic al celulelor.

15. Codul genetic este o modalitate de codificare a secvenței de aminoacizi a proteinelor folosind o secvență de nucleotide, caracteristică tuturor organismelor vii. Secvența de aminoacizi dintr-o moleculă de proteină este criptată ca o secvență de nucleotide într-o moleculă de ADN și se numește cod genetic. Se numește regiunea moleculei de ADN responsabilă de sinteza unei singure proteine genomului.

În ADN sunt utilizate patru nucleotide - adenina (A), guanina (G), citozina (C), timina (T), care în literatura de limbă rusă sunt notate cu literele A, G, C și T. Aceste litere alcătuiesc alfabetul cod genetic. În ARN, se folosesc aceleași nucleotide, cu excepția timinei, care este înlocuită cu o nucleotidă similară - uracil, care este notat cu litera U (U în literatura de limbă rusă). În moleculele de ADN și ARN, nucleotidele se aliniază în lanțuri și, astfel, se obțin secvențe de litere genetice.

Există 20 de aminoacizi diferiți folosiți în natură pentru a construi proteine. Fiecare proteină este un lanț sau mai multe lanțuri de aminoacizi într-o secvență strict definită. Această secvență determină structura proteinei și, prin urmare, întreaga sa proprietăți biologice. Setul de aminoacizi este, de asemenea, universal pentru aproape toate organismele vii.

Implementarea informațiilor genetice în celulele vii (adică sinteza unei proteine ​​codificate de o genă) se realizează folosind două procese matrice: transcripția (adică sinteza ARNm pe un șablon ADN) și traducerea codului genetic într-un aminoacid. secvență (sinteza unui lanț polipeptidic pe un șablon de ARNm). Trei nucleotide consecutive sunt suficiente pentru a codifica 20 de aminoacizi, precum și semnalul stop, ceea ce înseamnă sfârșitul secvenței proteinelor. Un set de trei nucleotide se numește triplet. Abrevierile acceptate corespunzătoare aminoacizilor și codonilor sunt prezentate în figură.

Proprietățile codului genetic

Tripletitate - o unitate semnificativă de cod este o combinație de trei nucleotide (triplet sau codon).

Continuitate - între triplete nu există semne de punctuație, adică informația este citită continuu.

Nesuprapunere - aceeași nucleotidă nu poate face parte din două sau mai multe triplete în același timp. (Nu este adevărat pentru unele gene care se suprapun în viruși, mitocondrii și bacterii care codifică mai multe proteine ​​de schimbare a cadrelor.)

Neambiguitate - un anumit codon corespunde doar unui aminoacid. (Proprietatea nu este universală. Codonul UGA din Euplotes crassus codifică doi aminoacizi, cisteină și selenocisteină)

Degenerare (redundanță) - mai mulți codoni pot corespunde aceluiași aminoacid.

Universalitate - codul genetic funcționează la fel în organisme cu diferite niveluri de complexitate - de la viruși la oameni (metodele de inginerie genetică se bazează pe aceasta) (Există, de asemenea, o serie de excepții de la această proprietate, vezi tabelul din „Variații ale cod genetic standard" din acest articol).

16.Condiții pentru biosinteză

Biosinteza proteinelor necesită informația genetică a unei molecule de ADN; ARN informațional - purtătorul acestei informații de la nucleu la locul de sinteză; ribozomi - organele în care are loc sinteza propriu-zisă a proteinelor; un set de aminoacizi în citoplasmă; transportă ARN-uri care codifică aminoacizi și îi transportă la locul de sinteză pe ribozomi; ATP este o substanță care furnizează energie pentru procesul de codificare și biosinteză.

Etape

Transcriere- procesul de biosinteză a tuturor tipurilor de ARN pe matricea ADN, care are loc în nucleu.

O anumită secțiune a moleculei de ADN este despiralizată, legăturile de hidrogen dintre cele două lanțuri sunt distruse sub acțiunea enzimelor. Pe o catenă de ADN, ca pe o matrice, o copie de ARN este sintetizată din nucleotide conform principiului complementar. În funcție de regiunea ADN-ului, ARN-urile ribozomale, de transport și informaționale sunt sintetizate în acest fel.

După sinteza ARNm, acesta părăsește nucleul și merge la citoplasmă la locul sintezei proteinelor pe ribozomi.

Difuzare- procesul de sinteză a lanțurilor polipeptidice, efectuat pe ribozomi, unde ARNm este un intermediar în transferul de informații despre structura primară a proteinei.

Biosinteza proteinelor constă dintr-o serie de reacții.

1. Activarea și codificarea aminoacizilor. ARNt are forma unei foi de trifoi, în bucla centrală a căreia se află un anticodon triplet corespunzător codului unui anumit aminoacid și codonului de pe ARNm. Fiecare aminoacid este conectat la ARNt-ul corespunzător folosind energia ATP. Se formează un complex tARN-aminoacid, care intră în ribozomi.

2. Formarea complexului ARNm-ribozom. ARNm din citoplasmă este conectat prin ribozomi pe ER granular.

3. Asamblarea lanțului polipeptidic. ARNt cu aminoacizi, conform principiului complementarității anticodonului cu codonul, se combină cu ARNm și intră în ribozom. În centrul peptidic al ribozomului, se formează o legătură peptidică între doi aminoacizi, iar ARNt-ul eliberat părăsește ribozomul. În același timp, ARNm avansează câte un triplet de fiecare dată, introducând un nou ARNt - un aminoacid și eliminând ARNt-ul eliberat din ribozom. Întregul proces este alimentat de ATP. Un ARNm se poate combina cu mai mulți ribozomi, formând un polizom, unde multe molecule ale unei proteine ​​sunt sintetizate simultan. Sinteza se termină atunci când codonii fără sens (coduri stop) încep pe ARNm. Ribozomii sunt separați de ARNm, lanțurile polipeptidice sunt îndepărtate din ei. Întrucât întregul proces de sinteză are loc pe reticulul endoplasmatic granular, lanțurile polipeptidice rezultate intră în tubii EPS, unde capătă structura finală și se transformă în molecule proteice.

Toate reacțiile de sinteză sunt catalizate de enzime speciale folosind energia ATP. Rata de sinteză este foarte mare și depinde de lungimea polipeptidei. De exemplu, în ribozomul de Escherichia coli, o proteină de 300 de aminoacizi este sintetizată în aproximativ 15-20 de secunde.

Este sinteza unei molecule de proteină bazată pe ARN mesager (traducere). Cu toate acestea, spre deosebire de transcripție, o secvență de nucleotide nu poate fi tradusă direct într-un aminoacid, deoarece acești compuși au diferite natura chimica. Prin urmare, traducerea necesită un intermediar sub formă de ARN de transfer (ARNt), a cărui funcție este de a traduce codul genetic în „limbajul” aminoacizilor.

Caracteristicile generale ale ARN de transfer

ARN-urile de transfer sau ARNt-urile sunt molecule mici care livrează aminoacizi la locul de sinteză a proteinelor (în ribozomi). Cantitatea de acest tip de acid ribonucleic din celulă este de aproximativ 10% din totalul pool-ului de ARN.

Ca și alte tipuri de ARNt, acesta constă dintr-un lanț de trifosfați ribonucleozidici. Lungimea secvenței de nucleotide este de 70-90 de unități, iar aproximativ 10% din compoziția moleculei cade pe componente minore.

Datorită faptului că fiecare aminoacid are propriul purtător sub formă de ARNt, celula sintetizează un numar mare de varietăți ale acestei molecule. În funcție de tipul de organism viu, acest indicator variază de la 80 la 100.

funcțiile ARNt

ARN de transfer este furnizorul de substrat pentru sinteza proteinelor, care apare în ribozomi. Datorită capacității unice de a se lega atât de aminoacizi, cât și de secvența șablon, ARNt acționează ca un adaptor semantic în transferul de informații genetice de la forma de ARN la forma de proteină. Interacțiunea unui astfel de mediator cu o matrice de codificare, ca în transcripție, se bazează pe principiul complementarității bazelor azotate.

Funcția principală a ARNt este de a accepta unități de aminoacizi și de a le transporta la aparatul de sinteză a proteinelor. În spatele acestui proces tehnic se află o semnificație biologică uriașă - implementarea codului genetic. Implementarea acestui proces se bazează pe următoarele caracteristici:

• toți aminoacizii sunt codificați de tripleți de nucleotide;
• pentru fiecare triplet (sau codon) există un anticodon care face parte din ARNt;
• fiecare ARNt se poate lega doar de un aminoacid specific.

Astfel, secvența de aminoacizi a unei proteine ​​este determinată de ce ARNt și în ce ordine vor interacționa complementar cu ARN-ul mesager în timpul translației. Acest lucru este posibil datorită prezenței centrilor funcționali în ARN-ul de transfer, dintre care unul este responsabil pentru atașarea selectivă a unui aminoacid, iar celălalt pentru legarea la un codon. Prin urmare, funcțiile și sunt strâns legate.

Structura ARN de transfer

Unicitatea ARNt constă în faptul că structura sa moleculară nu este liniară. Acesta include secțiuni elicoidale dublu catenare, care sunt numite tulpini, și 3 bucle monocatenare. Ca formă, această conformație seamănă cu o frunză de trifoi.

În structura ARNt, se disting următoarele tulpini:

• acceptor;
• anticodon;
• dihidrouridil;
• pseudouridil;
• adiţional.

Tulpinile spiralate duble conțin 5 până la 7 perechi Watson-Crickson. La capătul tulpinii acceptoare se află un lanț mic de nucleotide nepereche, al cărui 3-hidroxil este locul de atașare al moleculei de aminoacid corespunzătoare.

Regiunea structurală pentru conectarea cu ARNm este una dintre buclele de ARNt. Conține un anticodon complementar tripletului semantic.Este anticodonul și capătul de acceptare care asigură funcția de adaptor a ARNt.

Structura terțiară a unei molecule

„Frunza de trifoi” este o structură secundară a ARNt, cu toate acestea, datorită plierii, molecula capătă o conformație în formă de L, care este ținută împreună prin legături suplimentare de hidrogen.

Forma L este structura terțiară a ARNt și constă din două elice A-ARN aproape perpendiculare, având o lungime de 7 nm și o grosime de 2 nm. Această formă a moleculei are doar 2 capete, dintre care unul are un anticodon, iar celălalt are un centru acceptor.

Caracteristicile legării ARNt la aminoacid

Activarea aminoacizilor (atașarea lor la ARN-ul de transfer) este efectuată de aminoacil-ARNt sintetaza. Această enzimă efectuează simultan 2 funcții importante:

• catalizează formarea unei legături covalente între gruparea 3’-hidroxil a tulpinii acceptoare și aminoacid;
• prevede principiul conformității selective.

Fiecare dintre ele are propria sa aminoacil-ARNt sintetaza. Poate interacționa doar cu tipul adecvat de moleculă de transport. Aceasta înseamnă că anticodonul acestuia din urmă trebuie să fie complementar cu tripletul care codifică acest aminoacid particular. De exemplu, sintetaza leucină se va lega doar de ARNt-ul destinat leucinei.

Există trei buzunare de legare a nucleotidelor în molecula de aminoacil-ARNt sintetază, conformația și sarcina cărora sunt complementare cu nucleotidele anticodonului corespunzător din ARNt. Astfel, enzima determină molecula de transport dorită. Mult mai rar, secvența de nucleotide a tulpinii acceptoare servește ca fragment de recunoaștere.

Structura și funcțiile ARN

ARN- un polimer ai cărui monomeri sunt ribonucleotide. Spre deosebire de ADN, ARN-ul este format nu din două, ci dintr-un singur lanț de polinucleotide (excepție - unii virusuri care conțin ARN au ARN dublu catenar). Nucleotidele ARN sunt capabile să formeze legături de hidrogen între ele. Lanțurile de ARN sunt mult mai scurte decât lanțurile de ADN.

Monomer ARN - nucleotidă (ribonucleotidă)- constă din reziduuri a trei substanțe: 1) o bază azotată, 2) o monozaharidă cu cinci atomi de carbon (pentoză) și 3) acid fosforic. Bazele azotate ale ARN aparțin și ele claselor de pirimidine și purine.

Bazele pirimidinice ale ARN - uracil, citozină, baze purinice - adenină și guanină. Monozaharida nucleotidă ARN este reprezentată de riboză.

Aloca trei tipuri de ARN: 1) informativ(matrice) ARN - ARNm (ARNm), 2) transport ARN - ARNt, 3) ribozomal ARN - ARNr.

Toate tipurile de ARN sunt polinucleotide neramificate, au o conformație spațială specifică și participă la procesele de sinteză a proteinelor. Informațiile despre structura tuturor tipurilor de ARN sunt stocate în ADN. Procesul de sinteză a ARN-ului pe un șablon de ADN se numește transcripție.

Transfer ARN-uri conțin de obicei 76 (de la 75 la 95) nucleotide; greutate moleculară - 25 000–30 000. tARN reprezintă aproximativ 10% din conținutul total de ARN din celulă. Funcții ARNt: 1) transportul aminoacizilor la locul sintezei proteinelor, la ribozomi, 2) mediator de translație. În celulă se găsesc aproximativ 40 de tipuri de ARNt, fiecare dintre ele având o secvență de nucleotide caracteristică doar pentru aceasta. Cu toate acestea, toate ARNt-urile au mai multe regiuni complementare intramoleculare, datorită cărora ARNt-urile capătă o conformație care seamănă cu o frunză de trifoi. Orice ARNt are o buclă pentru contactul cu ribozomul (1), o buclă anticodon (2), o buclă pentru contactul cu enzima (3), o tulpină acceptor (4) și un anticodon (5). Aminoacidul este atașat la capătul 3’ al tulpinii acceptoare. Anticodon- trei nucleotide care „recunosc” codonul ARNm. Trebuie subliniat faptul că un anumit ARNt poate transporta un aminoacid strict definit corespunzător anticodonului său. Specificitatea conexiunii dintre aminoacizi și ARNt se realizează datorită proprietăților enzimei aminoacil-ARNt sintetaza.

ARN ribozomal conțin 3000–5000 de nucleotide; greutate moleculară - 1 000 000–1 500 000. ARNr reprezintă 80–85% din conținutul total de ARN din celulă. În complex cu proteinele ribozomale, ARNr formează ribozomi - organele care realizează sinteza proteinelor. În celulele eucariote, sinteza ARNr are loc în nucleol. funcțiile ARNr: 1) o componentă structurală necesară a ribozomilor și, astfel, asigurând funcționarea ribozomilor; 2) asigurarea interacțiunii ribozomului și ARNt; 3) legarea inițială a ribozomului și a codonului inițiator ARNm și determinarea cadrului de citire, 4) formarea centrului activ al ribozomului.

Interacțiunea și structura IRNA, ARNt, RARN - trei principale acizi nucleici, consideră o astfel de știință ca citologia. Va ajuta să aflați care este rolul transportului acidului ribonucleic (ARNt) în celule. Această moleculă foarte mică, dar în același timp incontestabil importantă, participă la procesul de combinare a proteinelor care formează organismul.

Care este structura ARNt? Este foarte interesant să luăm în considerare această substanță „din interior”, pentru a-i afla biochimia și rolul biologic. Și, de asemenea, cum sunt interconectate structura ARNt și rolul său în sinteza proteinelor?

Ce este TRNA, cum este aranjat?

Acidul ribonucleic de transport este implicat în construcția de noi proteine. Aproape 10% din toți acizii ribonucleici sunt transport. Ca să fie clar care elemente chimice se formează o moleculă, vom descrie structura structurii secundare a ARNt. Structura secundară ia în considerare toate legăturile chimice majore dintre elemente.

Este o macromoleculă formată dintr-un lanț polinucleotidic. Bazele azotate din el sunt legate prin legături de hidrogen. La fel ca ADN-ul, ARN-ul are 4 baze azotate: adenina, citozina, guanina si uracil. În acești compuși, adenina este întotdeauna asociată cu uracil, iar guanina, ca de obicei, cu citozina.

De ce o nucleotidă are prefixul ribo-? Pur și simplu, toți polimerii liniari care au o riboză în loc de o pentoză la baza nucleotidei sunt numiți ribonucleici. Și ARN de transfer este unul dintre cele 3 tipuri de un astfel de polimer ribonucleic.

Structura ARNt: biochimie

Să ne uităm la cele mai profunde straturi ale structurii moleculei. Aceste nucleotide au 3 componente:

1. Zaharoza, riboza este implicată în toate tipurile de ARN.
2. Acid fosforic.
3. Baze azotate. Acestea sunt purine și pirimidine.

Bazele azotate sunt legate între ele prin legături puternice. Se obișnuiește să se împartă bazele în purină și pirimidină.

Purinele sunt adenina și guanina. Adenina corespunde unei nucleotide adenil din 2 inele interconectate. Și guanina corespunde aceleiași nucleotide de guanină „un singur inel”.

Piramidinele sunt citozină și uracil. Pirimidinele au o singură structură inelală. Nu există timină în ARN, deoarece este înlocuită cu un element precum uracil. Acest lucru este important de înțeles înainte de a analiza alte caracteristici structurale ale ARNt.

Tipuri de ARN

După cum puteți vedea, structura ARNt nu poate fi descrisă pe scurt. Trebuie să te aprofundezi în biochimie pentru a înțelege scopul moleculei și adevărata ei structură. Ce alte nucleotide ribozomale sunt cunoscute? Există și acizi nucleici matrici sau informaționali și ribozomali. Abreviat ca ARN și ARN. Toate cele 3 molecule lucrează îndeaproape unele cu altele în celulă, astfel încât organismul să primească globule de proteine ​​structurate corect.

Este imposibil să ne imaginăm funcționarea unui polimer fără ajutorul altor 2. Caracteristicile structurale ale ARNt-urilor devin mai ușor de înțeles atunci când sunt luate în considerare împreună cu funcțiile care sunt direct legate de activitatea ribozomilor.

Structura ARN, ARNt, ARNr este similară în multe privințe. Toate au o bază de riboză. Cu toate acestea, structura și funcțiile lor sunt diferite.

Descoperirea acizilor nucleici

Elvețianul Johann Miescher a găsit macromolecule în nucleul celulei în 1868, numite mai târziu nucleine. Numele „nucleine” provine de la cuvântul (nucleu) - nucleu. Deși puțin mai târziu s-a constatat că la creaturile unicelulare care nu au nucleu sunt prezente și aceste substanțe. La mijlocul secolului al XX-lea a fost primit Premiul Nobel pentru descoperirea sintezei acizilor nucleici.

ARNt funcționează în sinteza proteinelor

Numele în sine - ARN de transfer - indică funcția principală a moleculei. Acest acid nucleic „aduce” cu el aminoacidul esențial necesar ARN-ului ribozomal pentru a produce o anumită proteină.

Molecula de ARNt are puține funcții. Prima este recunoașterea codonului IRNA, a doua funcție este livrarea blocurilor de construcție - aminoacizi pentru sinteza proteinelor. Mai mulți experți disting funcția acceptor. Adică adăugarea de aminoacizi conform principiului covalent. Ajută la „atașarea” acestui aminoacid la o enzimă precum aminocil-ARNt sintataza.

Cum este structura ARNt legată de funcțiile sale? Acest acid ribonucleic special este proiectat în așa fel încât pe o parte a acestuia să existe baze azotate, care sunt întotdeauna conectate în perechi. Acestea sunt elementele cunoscute de noi – A, U, C, G. Exact 3 „litere” sau baze azotate alcătuiesc anticodonul – un set invers de elemente care interacționează cu codonul după principiul complementarității.

Acest caracteristică importantă Structura ARNt asigură că nu vor exista erori în decodificarea acidului nucleic șablon. La urma urmei, depinde de secvența exactă a aminoacizilor dacă proteina de care are nevoie organismul în prezent este sintetizată corect.

Caracteristici structurale

Care sunt caracteristicile structurale ale ARNt și ale acestuia rol biologic? Aceasta este o structură foarte veche. Dimensiunea sa este undeva în jur de 73 - 93 de nucleotide. Masa moleculara substanțe - 25.000-30.000.

Structura structurii secundare a ARNt poate fi dezasamblată prin examinarea celor 5 elemente principale ale moleculei. Deci, acest acid nucleic este format din următoarele elemente:

• buclă pentru contactul cu enzima;
• buclă pentru contactul cu ribozomul;
• buclă anticodon;
• tulpina acceptoare;
• anticodonul în sine.

Și, de asemenea, alocați o buclă variabilă mică în structura secundară. Un braț în toate tipurile de ARNt este același - o tulpină de două resturi de citozină și unul de adenozină. În acest loc are loc legătura cu 1 din cei 20 de aminoacizi disponibili. Pentru fiecare aminoacid, este destinată o enzimă separată - propriul aminoacil-ARNt.

Toată informația care criptează structura tuturor acizilor nucleici este conținută în ADN-ul însuși. Structura ARNt la toate creaturile vii de pe planetă este aproape identică. Va arăta ca o frunză când este privit în 2-D.

Cu toate acestea, dacă te uiți în volum, molecula seamănă cu o structură geometrică în formă de L. Aceasta este considerată structura terțiară a ARNt. Dar pentru comoditatea studiului, se obișnuiește să se „dezvolte” vizual. Structura terțiară se formează ca urmare a interacțiunii elementelor structurii secundare, acele părți care se completează reciproc.

Brațele sau inelele ARNt joacă un rol important. Un braț, de exemplu, este necesar pentru legarea chimică cu o anumită enzimă.

O trăsătură caracteristică a unei nucleotide este prezența unui număr mare de nucleozide. Există mai mult de 60 de tipuri de aceste nucleozide minore.

Structura ARNt și codificarea aminoacizilor

Știm că anticodonul ARNt are 3 molecule lungime. Fiecare anticodon îi corespunde unui aminoacid specific, „personal”. Acest aminoacid este conectat la molecula de ARNt folosind o enzimă specială. De îndată ce cei 2 aminoacizi se unesc, legăturile cu ARNt sunt rupte. Toți compușii chimici și enzimele sunt necesari până la timpul necesar. Acesta este modul în care structura și funcțiile ARNt sunt interconectate.

În total, există 61 de tipuri de astfel de molecule în celulă. Pot exista 64 de variații matematice.Totuși, 3 tipuri de ARNt lipsesc din cauza faptului că exact acest număr de codoni stop din IRNA nu are anticodoni.

Interacțiunea dintre ARN și ARNt

Să luăm în considerare interacțiunea unei substanțe cu ARN și RARN, precum și caracteristicile structurale ale ARNt. Structura și scopul unei macromolecule sunt interdependente.

Structura IRNA copiază informații dintr-o secțiune separată a ADN-ului. ADN-ul în sine este o conexiune prea mare de molecule și nu părăsește niciodată nucleul. Prin urmare, este nevoie de un ARN intermediar - informațional.

Pe baza secvenței de molecule copiate de ARN, ribozomul formează o proteină. Ribozomul este o structură polinucleotidă separată, a cărei structură trebuie explicată.

ARNt ribozomal: interacțiune

ARN-ul ribozomal este un organel imens. Greutatea sa moleculară este de 1 000 000 - 1 500 000. Aproape 80% din cantitatea totală de ARN este nucleotide ribozomale.

Se pare că captează lanțul IRNA și așteaptă anticodoni care vor aduce cu ei molecule de ARNt. ARN-ul ribozomal este format din 2 subunități: mici și mari.

Ribozomul este numit „fabrica”, deoarece în acest organel toate sinteza necesarului pt Viata de zi cu zi substante. Este, de asemenea, o structură celulară foarte veche.

Cum are loc sinteza proteinelor în ribozom?

Structura ARNt și rolul său în sinteza proteinelor sunt interdependente. Antidonul situat pe una dintre laturile acidului ribonucleic este potrivit în forma sa pentru funcția principală - livrarea de aminoacizi la ribozom, unde are loc alinierea în faze a proteinei. În esență, TARN-ul acționează ca un intermediar. Sarcina sa este doar de a aduce aminoacidul necesar.

Când informațiile sunt citite dintr-o parte a ARN-ului, ribozomul se deplasează mai departe de-a lungul lanțului. Șablonul este necesar doar pentru a transmite informații codificate despre configurația și funcția unei singure proteine. Apoi, un alt ARNt se apropie de ribozom cu bazele sale azotate. De asemenea, decodifică următoarea parte a MRNA.

Decodificarea se desfășoară după cum urmează. Bazele azotate se combină după principiul complementarității în același mod ca și în ADN-ul însuși. În consecință, TRNA vede unde trebuie să „acosteze” și în ce „hangar” să trimită aminoacidul.

Apoi, în ribozom, aminoacizii astfel selectați sunt legați chimic, pas cu pas se formează o nouă macromoleculă liniară, care, după terminarea sintezei, se răsucește într-o globulă (bilă). ARNt-ul și ARN-ul folosit, după ce și-au îndeplinit funcția, sunt îndepărtați din „fabrică” de proteine.

Când prima parte a codonului se unește cu anticodonul, se determină cadrul de citire. Ulterior, dacă dintr-un anumit motiv are loc o schimbare a cadrului, atunci un semn al proteinei va fi respins. Ribozomul nu poate interveni în acest proces și nu poate rezolva problema. Abia după finalizarea procesului, cele 2 subunități de ARNr sunt combinate din nou. În medie, pentru fiecare 104 aminoacizi, există 1 eroare. Pentru fiecare 25 de proteine ​​deja asamblate, va apărea cu siguranță cel puțin 1 eroare de replicare.

ARNt ca molecule relicve

Deoarece ARNt-ul poate să fi existat în momentul nașterii vieții pe pământ, se numește moleculă relicvă. Se crede că ARN-ul este prima structură care a existat înainte de ADN și apoi a evoluat. Ipoteza lumii ARN - formulată în 1986 de laureatul Walter Gilbert. Cu toate acestea, este încă dificil să dovedești acest lucru. Teoria este susținută de fapte evidente - moleculele de ARNt sunt capabile să stocheze blocuri de informații și să implementeze cumva aceste informații, adică să efectueze muncă.

Dar adversarii teoriei susțin că o perioadă scurtă de viață a unei substanțe nu poate garanta acel ARNt bun purtător orice informație biologică. Aceste nucleotide sunt degradate rapid. Durata de viață a ARNt în celulele umane variază de la câteva minute la câteva ore. Unele specii pot dura până la o zi. Și dacă vorbim despre aceleași nucleotide în bacterii, atunci termenii sunt mult mai scurti - până la câteva ore. În plus, structura și funcțiile ARNt sunt prea complexe pentru ca o moleculă să devină elementul principal al biosferei Pământului.