9.Рнк, строение, типы рнк, и функции их в клетке.

Строение РНК – полимер, мономерами которого служат нуклеотиды. Три азотистых основания те же, что в составе ДНК (аденин, гуанин, цитозин); четвертое - урацил - присутствует в молекуле РНК вместо тимина. Нуклеотиды РНК содержат вместо дизоксирибозы рибозу. В цепочке РНК нуклеотиды соединяются ковалентными связями между рибозой одного нуклеотида и остатком фосфорной кислоты другого.

В организме РНК находятся в виде комплексов с белками — рибонуклеопротеидов.

Известны 2 типа молекул РНК: 1) Двуцепочные РНК характерны для некоторых вирусов – служат для хранения и воспроизведения наследственной информации (выполняют функции хромосом). 2) У большинства клеток - одноцепочные РНК – осуществляют перенос информации об аминокислотной последовательности в белках от хромосомы к рибосоме.

Одноцепочечные РНК имеют пространственную организацию: за счет взаимодействия азотистых оснований друг с другом, а также с фосфатами и гидроксилами сахарофосфатного остова происходит сворачивание цепи в компактную структуру типа глобулы. Функция: перенос от хромосомы к рибосомам информацию о последовательности АК в белках, которые должны синтезироваться.

Существует несколько типов одноцепочных РНК по выполняемой функции или месту нахождения в клетке:

1. Рибосомная РНК (рРНК) составляет основную часть РНК цитоплазмы (80-90 %). Размеры 3000-5000 пар нуклеотидов. Вторичная структура в виде двухспиральных шпилек. р-РНК является структурным компонентом рибосом - органоиды клетки, где происходит синтез белков. Рибосомы локализованы в цитоплазме, ядрышке, митохондриях, хлоропластах. Состоят из двух субъединиц – большой и малой. Малая субчастица состоит из одной молекулы рРНК и 33 молекул белков, большая субъединица - 3 молекулы рРНК и 50 белков. Белки рибосом выполняют ферментативную и структурную функции. Функции р-РНК: 1) структурный компонент рибосом – их целостность необходима для биосинтеза белков, 2) обеспечивают правильность связывания рибосомы с м-РНК, 3) 2) обеспечивают правильность связывания рибосомы с т-РНК.

2. Матричная (мРНК) – 2-6 % от общего количества РНК. Состоит из участков: 1) цистроны – определяют последовательность АК в кодируемых ими белках, имеют уникальную последовательность нуклеотидов, 2) нетранслируемые области располагаются на концах молекулы, имеют общие закономерности нуклеотидного состава.

Кэп

Прецистронный нетранслируе-мый участок

Иниции-рующий кодон

Цистрон

Терминирующий кодон

Постцистронный нетранслируемый участок

5′ → 3′

Кэп – особая структура на 5′ конце м-РНК – это 7-метилгуанозинтрифосфат, образуется ферментативным путем в процессе транскрипции. Функции кэпа: 1) предохраняет 5′ конец от расщепления экзонуклеазами, 2) используется для специфического узнавания м-РНК в процессе трансляции.

Прецистронный нетранслируемый участок – 3-15 нуклеотидов. Функция: обеспечение правильного взаимодействия 5′ конца м-РНК с рибосомой.

Цистрон: содержит инициирующий и терминирующий кодоны – осо-

бые последовательности нуклеотидов, отвечающие за начало и окончание передачи информации с данного цистрона.

Постцистронный нетранслируемый участок – находится на 3′ конце, содержит гексануклеотид (часто ААУААА) и цепочку из 20-250 адениловых нуклеотидов. Функция – поддержание внутриклеточной стабильности м-РНК.

3. Транспортные РНК (тРНК) – 15 % от общей РНК, состоят из 70-93 пар нуклеотидов. Функция: перенос аминокислоты к месту синтеза белка, «узнают» (по принципу комплиментарности) участок мРНК, соответствующий переносимой аминокислоте. Для каждой из 20 АК имеются специфические т-РНК (обычно более одной). Все т-РНК имеют сложную структуру, изображаемую в виде клеверного листа. Клеверный лист содержит 5 участков:

1) 3′ конец – акцепторная ветвь (сюда присоединяется эфирной связью остаток АК),

2) антикидоновая ветвь – располагается напротив акцепторного участка, состоит из трёх неспаренных (имеющих свободные связи) нуклеотидов (антикодон) и специфически спаривается (антипараллельно, комлиментарно) с кодоном м-РНК.

Кодон – набор из 3 нуклеотидов (триплет) в м-РНК, определяющий место данной аминокислоты в синтезируемой полипептидной цепи. Это единица генетического кода, с помощью которого в молекулах ДНК и РНК «записана» вся генетическая информация.

3) Т-ветвь (псевдоурединовая петля - содержит псевдоуредин) – участок, присоединяющийся к рибосоме. 4) Д-ветвь (дегидроуреди6новая петля - содержит дегидроуредин) – участок, обеспечивающий взаимодействие с соответствующим аминокислоте ферментом аминоацил-тРНК-синтетазой. 5) Дополнительная малая ветвь. Функции пока не изучены.

4) Ядерные РНК (яРНК) – компонент ядра клеток. Низкополимерная, стабильная, роль которой пока неясна.

Все виды РНК синтезируются в клеточном ядре на матрице ДНК под действием ферментов полимераз. При этом образуется последовательность рибонуклеотидов, комплементарная последовательности дезоксирибо-нуклеотидов в ДНК – это процесс транскрипции.