2.2.2. Структура рнк

РНК – это линейная полинуклеотидная молекула, отличающаяся от ДНК рядом особенностей. Моносахаридом в РНК является рибоза, а вместо тимина содержится урацил. Соответственно? в РНК азотистые основания следующие: аденин (А), цитозин(С), гуанин (Г), урацил (У). Спаривание оснований происходит таким же образом, как и в ДНК, за исключением того, что вместо пары А-Т образуется А-У.

Гидроксильная группа во 2^/-положении делает молекулу РНК химически более нестабильной по сравнению с ДНК. В разбавленном растворе щелочи РНК разрушается при комнатной температуре, а молекула ДНК устойчива.

Большинство молекул РНК одноцепочечные, хотя часто в них имеются взаимокомплементраные участки, образующие двуцепочечные структуры – «шпильки».

Существуют три основные типа РНК: информационная (матричная) – мРНК, рибосомная – рРНК, и транспортная – тРНК. Все они играют важную роль в процессе расшифровки генетической информации.

Роль мРНК заключается в переносе информации от ДНК в ядре до цитоплазмы, где она соединяется с рибосомами и служит матрицей, на которой осуществляется синтез белка.

мРНК разнообразны по молекулярной массе (от 0,05х10⁶ до 4х10⁶) и составляют около 2% от общего количества РНК в клетке. Каждую молекулу мРНК кодирует один ген или группа генов. В клетке постоянно образуется множество различных мРНК в соответствии с числом активных в данный момент генов. Время полужизни мРНК у эукариот от двадцати минут до нескольких часов, а у бактерий около двух минут.

Зрелая мРНК содержит 5^/- и 3^/-концевые нетранслируемые последовательности, длина которых варьирует у разных мРНК. На 5^/-конце имеется «кэп»-структура (метилированный по 7^/-положению гуанозин, связанный 5 ^/, 5^/-трифосфатной связью со следующим основанием), на 3^/- конце находится поли А-«хвост», содержащий от 20 до 250 нуклеотидов (рис. 10).

Рис. 10. Структура мРНК (А) и кэп-структура на 5^/-конце мРНК эукариот (Б)

Считается, 5^/-кэп и поли-А «хвост» защищают мРНК от быстрой деградации. 5^/-кэп, кроме того, соединяясь со специфическим белком, принимает участие в связывании мРНК с рибосомами, способствует инициации синтеза белка, влияет на транспорт, трансляцию и распад мРНК. Считается, что не все мРНК содержат поли-А «хвост» (у мРНК гистонов их нет).

рРНК высокомолекулярны и составляют около 80% всех клеточных РНК. В клетках эукариот синтез РНК идет в ядрышке и осуществляется ферментом РНК-полимеразой I. Геном содержит от 50 до 1000 идентичных генов, кодирующих рРНК. Связываясь с определенными белками, рРНК организует важнейший аппарат клет- ки – рибосомы, обеспечивающие синтез всех клеточных белков. На рРНК приходится около 60% массы рибосомы.

тРНК низкомолекулярны (мол.м. около 25000). На долю тРНК приходится 10-15% от общего количества тРНК. Основная функция тРНК – связывание соответствующих аминокислот и перенос их на рибосому с помощью фермента аминоацилсинтетазы. Для каждой аминокислоты существует специфическая аминоацилсинтетаза и тРНК. В настоящее время открыто около шестидесяти различных тРНК (для ряда аминокислот имеется более одной). Аминокислота присоединяется к свободной 3^/ ОН-группе. Все тРНК обладают сходной структурой и напоминают клеверный лист (рис. 11).

Рис. 11. Структура тРНК