Samspillet og strukturen til IRNA, tRNA, RRNA - de tre viktigste nukleinsyrene, betraktes av en slik vitenskap som cytologi. Det vil hjelpe å finne ut hvilken rolle transport ribonukleinsyre (tRNA) har i cellene. Dette veldig lille, men samtidig unektelig viktige molekylet tar del i prosessen med å kombinere proteinene som utgjør kroppen.
Hva er strukturen til tRNA? Det er veldig interessant å vurdere dette stoffet "fra innsiden", for å finne ut dets biokjemi og biologiske rolle. Og også, hvordan er strukturen til tRNA og dens rolle i proteinsyntese relatert?
Hva er tRNA, hvordan fungerer det?
Transport ribonukleinsyre er involvert i konstruksjonen av nye proteiner. Nesten 10 % av alle ribonukleinsyrer er transport. For å gjøre det klart hvilke kjemiske elementer et molekyl er dannet av, vil vi beskrive strukturen til den sekundære strukturen til tRNA. Sekundærstruktur vurderer alle viktige kjemiske bindinger mellom grunnstoffer.
Dette er et makromolekyl som består av en polynukleotidkjede. Nitrogenholdige baser i den er forbundet med hydrogenbindinger. Som i DNA har RNA 4 nitrogenholdige baser: adenin,cytosin, guanin og uracil. I disse forbindelsene er adenin alltid assosiert med uracil, og guanin, som vanlig, med cytosin.
Hvorfor har et nukleotid prefikset ribo-? Ganske enkelt kalles alle lineære polymerer som har en ribose i stedet for en pentose ved bunnen av nukleotidet ribonuklein. Og transfer RNA er en av 3 typer av nettopp en slik ribonukleinpolymer.
Structure of tRNA: biochemistry
La oss se på de dypeste lagene i molekylstrukturen. Disse nukleotidene har 3 komponenter:
- Sukrose, ribose er involvert i alle typer RNA.
- Fosforsyre.
- Nitrogenholdige baser. Dette er puriner og pyrimidiner.
Nitrogenholdige baser er forbundet med sterke bindinger. Det er vanlig å dele baser i purin og pyrimidin.
Puriner er adenin og guanin. Adenin tilsvarer et adenylnukleotid av 2 sammenkoblede ringer. Og guanin tilsvarer det samme "enringede" guaninnukleotidet.
Pyramidiner er cytosin og uracil. Pyrimidiner har en enkelt ringstruktur. Det er ingen tymin i RNA, siden det er erstattet av et element som uracil. Dette er viktig å forstå før du ser på andre strukturelle trekk ved tRNA.
typer av RNA
Som du kan se, kan strukturen til TRNA ikke beskrives kort. Du må fordype deg i biokjemi for å forstå formålet med molekylet og dets sanne struktur. Hvilke andre ribosomale nukleotider er kjent? Det er også matrise eller informasjons- og ribosomale nukleinsyrer. Forkortet til RNA og RNA. Alle 3molekyler jobber tett med hverandre i cellen slik at kroppen mottar riktig strukturerte proteinkuler.
Det er umulig å forestille seg arbeidet til én polymer uten hjelp fra 2 andre. Strukturelle trekk ved tRNA-er blir mer forståelige når de sees i sammenheng med funksjoner som er direkte relatert til arbeidet til ribosomer.
Strukturen til IRNA, tRNA, RRNA er lik på mange måter. Alle har en ribosebase. Strukturen og funksjonene deres er imidlertid forskjellige.
Oppdagelse av nukleinsyrer
Sveitseren Johann Miescher fant makromolekyler i cellekjernen i 1868, senere k alt nukleiner. Navnet "nukleiner" kommer fra ordet (kjerne) - kjernen. Selv om det litt senere ble funnet at i encellede skapninger som ikke har en kjerne, er disse stoffene også til stede. På midten av 1900-tallet ble Nobelprisen mottatt for oppdagelsen av syntesen av nukleinsyrer.
TRNA fungerer i proteinsyntese
Selve navnet - transfer RNA snakker om hovedfunksjonen til molekylet. Denne nukleinsyren "bringer" med seg den essensielle aminosyren som kreves av det ribosomale RNA for å lage et bestemt protein.
tRNA-molekylet har få funksjoner. Den første er gjenkjennelsen av IRNA-kodonet, den andre funksjonen er levering av byggesteiner - aminosyrer for proteinsyntese. Noen flere eksperter skiller ut akseptorfunksjonen. Det vil si tilsetning av aminosyrer etter det kovalente prinsippet. Et enzym som aminocil-tRNA-synthatase hjelper til med å "feste" denne aminosyren.
Hvordan er strukturen til tRNA relatert til densfunksjoner? Denne spesielle ribonukleinsyren er arrangert på en slik måte at det på den ene siden av den er nitrogenholdige baser, som alltid er koblet sammen i par. Dette er elementene vi kjenner til - A, U, C, G. Nøyaktig 3 "bokstaver" eller nitrogenholdige baser utgjør antikodonet - det omvendte settet med elementer som samhandler med kodonet i henhold til komplementaritetsprinsippet.
Denne viktige strukturelle egenskapen til tRNA sikrer at det ikke vil være noen feil ved dekoding av malnukleinsyren. Tross alt avhenger det av den eksakte sekvensen av aminosyrer om proteinet som kroppen trenger på det nåværende tidspunkt er syntetisert riktig.
Byggefunksjoner
Hva er de strukturelle egenskapene til tRNA og dets biologiske rolle? Dette er en veldig gammel struktur. Størrelsen er et sted rundt 73 - 93 nukleotider. Molekylvekten til et stoff er 25 000–30 000.
Strukturen til den sekundære strukturen til tRNA kan demonteres ved å studere de 5 hovedelementene i molekylet. Så denne nukleinsyren består av følgende elementer:
- enzymkontaktsløyfe;
- løkke for kontakt med ribosomet;
- antikodonløkke;
- akseptorstamme;
- selve antikodonet.
Og også alloker en liten variabel sløyfe i sekundærstrukturen. En skulder i alle typer tRNA er den samme - en stamme av to cytosin- og en adenosin-rester. Det er på dette stedet forbindelsen med 1 av de 20 tilgjengelige aminosyrene oppstår. Hver aminosyre har et eget enzym - sitt eget aminoacyl-tRNA.
All informasjon som krypterer strukturen til allenukleinsyrer finnes i selve DNA. Strukturen til tRNA i alle levende skapninger på planeten er nesten identisk. Det vil se ut som et blad når det vises i 2D.
Men hvis du ser i volum, ligner molekylet en L-formet geometrisk struktur. Dette regnes som den tertiære strukturen til tRNA. Men for enkelhets skyld er det vanlig å visuelt "snøre". Den tertiære strukturen dannes som et resultat av samspillet mellom elementer i sekundærstrukturen, de delene som er gjensidig komplementære.
tRNA-armene eller ringene spiller en viktig rolle. En arm, for eksempel, kreves for kjemisk binding med et bestemt enzym.
Et karakteristisk trekk ved et nukleotid er tilstedeværelsen av et stort antall nukleosider. Det er mer enn 60 typer av disse mindre nukleosidene.
Struktur av tRNA og koding av aminosyrer
Vi vet at tRNA-antikodonet er 3 molekyler langt. Hvert antikodon tilsvarer en spesifikk, "personlig" aminosyre. Denne aminosyren er koblet til tRNA-molekylet ved hjelp av et spesielt enzym. Så snart de 2 aminosyrene kommer sammen, brytes bindingene til tRNA. Alle kjemiske forbindelser og enzymer er nødvendige til det nødvendige tidspunktet. Dette er hvordan strukturen og funksjonene til tRNA henger sammen.
Det er 61 typer slike molekyler i cellen. Det kan være 64 matematiske variasjoner, men 3 typer tRNA mangler på grunn av at akkurat dette antallet stoppkodoner i IRNA ikke har antikodoner.
Interaksjon mellom IRNA og TRNA
La oss vurdere interaksjonen mellom et stoff og MRNA og RRNA, samt strukturelle trekk ved TRNA. Struktur og formålmakromolekyler er sammenkoblet.
Strukturen til IRNA kopierer informasjon fra en egen del av DNA. DNA i seg selv er en for stor forbindelse av molekyler, og det forlater aldri kjernen. Derfor er det nødvendig med et mellomledd RNA – informasjon.
Basert på sekvensen av molekyler kopiert av RNA, bygger ribosomet et protein. Ribosomet er en separat polynukleotidstruktur, hvis struktur må forklares.
Ribosomal tRNA-interaksjon
Ribosom alt RNA er en enorm organell. Molekylvekten er 1 000 000 - 1 500 000. Nesten 80 % av den totale mengden RNA er ribosomale nukleotider.
Det fanger liksom opp IRNA-kjeden og venter på antikodoner som vil bringe tRNA-molekyler med seg. Ribosom alt RNA består av 2 underenheter: liten og stor.
Ribosomet kalles "fabrikken", fordi i denne organellen foregår all syntese av stoffer som er nødvendige for hverdagen. Det er også en veldig gammel cellestruktur.
Hvordan skjer proteinsyntesen i ribosomet?
Strukturen til tRNA og dens rolle i proteinsyntese henger sammen. Antikodonet som ligger på en av sidene av ribonukleinsyren er egnet i sin form for hovedfunksjonen - levering av aminosyrer til ribosomet, hvor den gradvise justeringen av proteinet skjer. I hovedsak fungerer TRNA som et mellomledd. Dens oppgave er bare å ta med den nødvendige aminosyren.
Når informasjon leses fra en del av IRNA, beveger ribosomet seg lenger langs kjeden. Matrisen er bare nødvendig for overføringkodet informasjon om konfigurasjonen og funksjonen til et enkelt protein. Deretter nærmer et annet tRNA ribosomet med dets nitrogenholdige baser. Den dekoder også neste del av RNC.
Dekoding skjer som følger. Nitrogenholdige baser kombineres etter komplementaritetsprinsippet på samme måte som i selve DNA. Følgelig ser TRNA hvor den må "fortøye" og til hvilken "hangar" som skal sende aminosyren.
Så i ribosomet bindes aminosyrene valgt på denne måten kjemisk, trinn for trinn dannes et nytt lineært makromolekyl, som etter endt syntese vrir seg til en kule (kule). Brukte tRNA-er og IRNA-er, etter å ha oppfylt sin funksjon, fjernes fra protein-"fabrikken".
Når den første delen av kodonet kobles til antikodonet, bestemmes leserammen. Deretter, hvis det av en eller annen grunn oppstår et rammeskifte, vil et eller annet tegn på proteinet bli avvist. Ribosomet kan ikke gripe inn i denne prosessen og løse problemet. Først etter at prosessen er fullført, kombineres de 2 rRNA-underenhetene igjen. I gjennomsnitt, for hver 104 aminosyrer, er det 1 feil. For hver 25 proteiner som allerede er satt sammen, er det sikkert minst 1 replikasjonsfeil.
TRNA som relikviemolekyler
Siden tRNA kan ha eksistert på tidspunktet for opprinnelsen til livet på jorden, kalles det et relikviemolekyl. Det antas at RNA er den første strukturen som eksisterte før DNA og deretter utviklet seg. RNA World Hypothesis - formulert i 1986 av prisvinneren W alter Gilbert. Imidlertid for å bevisedet er fortsatt vanskelig. Teorien forsvares av åpenbare fakta - tRNA-molekyler er i stand til å lagre blokker med informasjon og på en eller annen måte implementere denne informasjonen, det vil si at de fungerer.
Men motstandere av teorien hevder at en kort levetid for et stoff ikke kan garantere at tRNA er en god bærer av biologisk informasjon. Disse nukleotidene brytes raskt ned. Levetiden til tRNA i menneskelige celler varierer fra flere minutter til flere timer. Noen arter kan vare opptil en dag. Og hvis vi snakker om de samme nukleotidene i bakterier, så er begrepene mye kortere - opptil flere timer. I tillegg er strukturen og funksjonene til tRNA for komplekse til at et molekyl kan bli det primære elementet i jordens biosfære.
