АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Макромолекулярная структура РНК, тРНК

Структура и функции РНК.

Рибосомные РНК. На долю рРНК приходится 80-90% клеточной РНК. Локализованы в рибосомах, в комплексе с рибосомными белками. Рибосомы состоят из двух частей и представляют собой нуклеопротеины, состоящие из рРНК и белка в соотношении 1:1 (для эукариот) и 2:1 (для прокариот).

Биологическая роль рРНК – являются структурной основой рибосом, взаимодействует с мРНК и тРНК в процессе биосинтеза белка, принимает участие в процессе сборки полипептидной цепи.

У эукариот обнаружено 4 типа рРНК с различным коэф. седиментации: 18S(в малой части рибосомы), а 28S, 5,8S и 5S (сведбергов) – в большой части рибосомы.. Они различаются молекулярной массой (35 000-1 600 000) и локализацией в рибосомах.

Вторичная структура рРНК характеризуется спирализацией цепи самой на себя, третичная – ее компактной укладкой.

Строение тРНК. Имеет акцептирующий участок (присоединяет АК, при участии АТФ), общий участок (петля дигидроуридина) обеспечивает связь со специфическим ферментом,

характерный участок (петля псевдоуридина) всегда содержит последовательность 5 '-TyЦГ-3', этой петлей взаимодействует с рибосомой. Антикодоновая петля содержит 3 нуклеотида, комплементарных кодону данной аминокислоты в мРНК, например, кодону 5'-ГЦЦ-3' в мРНК соответствует антикодон 3'-ЦГГ-5' в тРНК, чем обеспечивается специфичность взаимодействия с матричной РНК.

Матричные РНК. Матричная РНК составляет 2-3% от всей клеточной РНК, синтезируется мРНК в ядре клетки на матрице ДНК (процесс транскрипции), переписывая с нее генетическую информацию по принципу комплементарности.

ДНК -А-Т-Г-Ц-

ДНК -Т-А-Ц-Г-

мРНК -А-У-Г-Ц-

Затем мРНК поступают в цитоплазму, соединяются с рибосомой и выполняют роль матрицы для биосинтеза белка. Каждой аминокислоте соответствует в мРНК определенная тройка (триплет) нуклеотидов, называемая кодоном этой аминокислоты. Последовательность кодонов в цепи мРНК определяет последовательность аминокислот в белке. Всего может быть 64 кодона. Из них 61 кодон кодирует аминокислоты, а 3 кодона – кодоны терминаторы (терминирующие), которые обозначают окончание белкового синтеза. Существуют также инициирующие кодоны, которые соответствуют первой аминокислоте в белке и чаще всего соответствуют аминокислоте метионину.

Поскольку мРНК несет наследственную информацию о первичной структуре белка, нередко ее называют информационной РНК (иРНК). Каждый отдельный белок, синтезируемый в клетке, кодируется определенной «своей» мРНК или ее участком. мРНК образует несколько двуспиральных «шпилек», на концах которых располагаются знаки (например, ААУААА) инициации (начала синтеза белка) и терминации (окончания синтеза белка).

Т.о. информация о строении белка закодирована в ДНК с помощью генетического кода, который является линейным, непрерывным, триплетным, выражденным. Он является универсальным.

Молекулярный вес мРНК варьирует в широких пределах от 35 000 до нескольких млн. мРНК ранее считались короткоживущими РНК. Для микроорганизмов время жизни мРНК несколько секунд или минут. Но для эукариот – оно может составлять от нескольких часов до нескольких недель.

Транспортная РНК. Составляют 10-20% клеточной РНК.

Функции тРНК:

1 - связывают аминокислоты и транспортируют их в рибосому, где происходит синтез белка;

2 – кодируют аминокислоты;

3 – Расшифровывают генетический код.

Содержатся в цитоплазме. Молекулярный вес от 22 000 до 27 000. Всего существует свыше 60 тРНК.

Каждая тРНК может переносить только 1 строго определенную аминокислоту.

тРНК именуются по названию аминокислот. Например, аланиновая тРНК. тРНК, связывающие одну и ту же аминокислоту, называют изоакцепторными и нумеруют: тРНК₁^вал, тРНК₂^вал и т.д.

тРНК содержат много минорных нуклеиновых остатков (около 10%). Они обеспечивают защиту тРНК от действия рибонуклеаз (ферментов), специфичность взаимодействия с переносимой аминокислотой и т.д.

Вторичная структура всех тРНК имеет форму «клеверного листа». В его составе различают:

1. акцепторный стебель – к нему присоединяется аминокислота.

2. Псевдоуридиловая петля – используется для связи тРНК с рибосомой.

3. Дополнительная петля – назначение неизвестно.

4. Антикодоновая петля – содержит антикодон (триплет нуклеиновых остатков, которые комплементарны кодону мРНК, с его помощью тРНК соединяется с мРНК);

5. Дигидроуридиновая петля – обеспечивает связывание тРНК со специфическим ферментом (аминоацил-тРНК-синтетазой), который соединяет аминокислоту с тРНК.

Стабилизируется вторичная структура водородными связями между комплементарными основаниями.

Третичная структура тРНК имеет неправильную Г-образную форму. стабилизирована водородными и др. связями.

РНК состоит из одной полинуклеотидной цепи, закрученной на себя, образует короткие двуспиральные шпильки в палиндромных участках (Г с Ц, А с У). т-РНК- самые мелкие молекулы (ММ=23-30 тыс.) тРНК- переносчик аминокислот. Каждая т-РНК переносит только одну аминокислоту, но на одну аминокислоту имеется более одной тРНК. Всего известно 61 тРНК.

Определение последовательности и нуклеотидного состава. Определенные сложности при определении нуклеотидной последовательности вызваны тем, что имеется всего четыре кодирующих "буквы" и существует высокая вероятность самопроизвольного разрыва молекул по сахарофосфатному остову, даже в результате очень аккуратного пипетирования, из-за их огромных размеров. Долгое время это сдерживало работы по определению полной нуклеотидной последовательности человеческого генома. Перед определением полинуклеотидной последовательности молекулы нуклеиновые кислоты “разрезают” на более мелкие участки, которые затем разделяют, как правило, электрофорезом на полиакриламидном геле (ПААГ, PAGE, SDS-PAGE) или капиллярным электрофорезом (CE). При "резке" нуклеиновых кислот применяют, главным образом, особого рода ферменты, выделенные из различных микроорганизмов, которые называют "рестирикционными энзимами" или просто рестриктазами. Другое их наименование (более научное)- эндонуклеазы. В настоящее время доступно большое число коммерческих рестриктаз. Название рестриктазы складывается из латинских букв и цифр, отражающих лишь их происхождение (буквы) и разновидность (цифры). Например, эндонуклеаза Pst I находит последовательность нуклеотидов CTGCAG на одной из цепей (на комплементарной цепи ей соответствует последовательность GACGTC) и разрезает каждую из цепей между нуклеотидами А и G. В результате получаются отрезки ДНК с "липкими" концами:

Название Pst I образуется из названия источника энзима- микроорганизма Providencia stuartii. Существуют эндонуклеазы, разрезающие ДНК с образованием тупых концов, например:

Дата добавления: 2015-09-27 | Просмотры: 1608 | Нарушение авторских прав