Основные виды рнк
В отличие от ДНК рибонуклеиновая кислота одноцепочечная, правозакрученная спираль.
Главное химическое отличие между ДНК и РНК заключается в структуре сахара. Тот факт, что у рибозы есть лишняя ОН-группа, приводит к тому, что РНК легче подвергается действию окислителей, чем ДНК, т. е. менее устойчива.
Рибонуклеиновые кислоты подразделяются на три основных типа: матричную, или информационную (м-РНК), транспортную (т-РНК) и рибосомную (р-РНК). Все три типа РНК синтезируются непосредственно на ДНК, которая служит матрицей для этого процесса. Количество РНК в каждой клетке прямо пропорционально количеству вырабатываемого этой клеткой белка.
Матричная РНК составляет 3-5 % всей содержащейся в клетке РНК. Она обладает повышенной метаболической активностью, непрерывно распадается и синтезируется вновь.
Наследственная информация, хранящаяся в молекулах ДНК, (о всех свойствах клетки и организма в целом) передается молекулами м-РНК. м- РНК переносится в цитоплазму, где с помощью рибосом идет синтез белка. Именно м-РНК, которая строится комплементарно одной из нитей ДНК, определяет порядок расположения аминокислот в белковых молекулах.
Рибосомная РНК входит в состав рибосом и определяет их структуру. Это высокомолекулярная РНК, нерастворимая в условиях клетки. Она составляет более 80 % всей РНК клетки. р-РНК кодируется особыми генами, находящимися в нескольких хромосомах и расположенных в ядрышке. Последовательность оснований в р-РНК идентична для всех организмов - от бактерий до высших растений и животных.
Транспортная РНК составляет около 15 % всей клеточной РНК. Это растворимая в условиях клетки низкомолекулярная РНК (в нее входит в среднем 80 нуклеотидов). т-РНК доставляет активированные аминокислоты к месту синтеза белка - рибосомам, своеобразным фабрикам по производству белков. т-РНК играет роль связующих звеньев между триплетным кодом, содержащимся в м-РНК, и аминокислотной последовательностью полипептидной цепи. Каждая переносимая аминокислота имеет свою т-РНК. Вторичная и третичная структуры этой т-РНК весьма изменчивы и отличаются от матричной и рибосомной РНК.
Синтез молекул м-рнк
Синтез новых молекул РНК - транскрипция - осуществляется в ядре с помощью РНК - полимеразы. При этом соответствующая часть ДНК, содержащая информацию о некоторой определенной последовательности аминокислот, переписывается в определенную последовательность кодирующих элементов, построенных из рибонуклеотидов. Таким образом, информация, заложенная в молекуле ДНК, передается с помощью специального посредника матричной РНК (мРНК). Синтез м-РНК идет на одной из цепей молекулы ДНК, при этом механизм (т. е. на какой конкретно цепи будет считываться информация, закодированная в последовательности нуклеотидов) до конца не выяснен.
Синтез белков
Синтез белков на рибосомах называется трансляцией. м-РНК, несущая сведения о первичной структуре белковых молекул, проходит через поры ядерной оболочки и направляется к рибосомам, где осуществляется расшифровка генетической информации.
Аминокислоты, из которых синтезируются белки, доставляются к рибосомам с помощью т-РНК. В клетке имеется столько же разных типов т-РНК, сколько типов кодонов (триплетов), шифрующих аминокислоты. В каждой молекуле т-РНК имеется последовательность из трех нуклеотидов, комплементарных нуклеотидам кодона в м-РНК. Такая последовательность нуклеотидов в структуре т-РНК называется антикодоном. Специальный фермент «узнает» антикодон и присоединяет к т-РНК «свою» аминокислоту. В этом состоит первый этап синтеза.
На втором этапе синтеза белка т-РНК выполняет функцию переводчика с «языка» нуклеотидов на «язык» аминокислот. Такой перевод происходит на рибосоме. В ней имеется два участка: на одном т-РНК получает команду от м-РНК - антикодон узнает кодон, на другом - выполняется приказ - аминокислота отрывается от т-РНК.
Третий этап синтеза белка заключается в том, что фермент синтетаза присоединяет оторвавшуюся от т-РНК аминокислоту к растущей белковой молекуле. м- РНК непрерывно скользит по рибосоме, каждый триплет сначала попадает в первый участок, где узнается антикодоном т-РНК, затем на второй участок. Сюда же переходит т-РНК с присоединенной к ней аминокислотой, здесь аминокислоты отрываются от т-РНК и соединяются друг с другом в той последовательности, в которой триплеты следуют один за другим.
Когда на рибосоме в первом участке оказывается один из трех триплетов, являющихся знаками препинания между генами, это означает, что синтез белка завершен. Готовая цепь белка отходит от рибосомы.
Репликация, транскрипция и трансляция – три основополагающих процесса, на которых основана любая жизнедеятельность.
Итак, чтобы поддерживать жизнь, клетке необходимо иметь: вещество, из которого она строит собственные органеллы; энергию, чтобы это вещество использовать, и информацию, позволяющую воспроизводить себе подобных. Вещество и энергия поступают с белками; сохранение и передачу информации осуществляют НК.