Üç ana nükleik asit olan IRNA, tRNA, RRNA'nın etkileşimi ve yapısı sitoloji gibi bir bilim tarafından kabul edilir. Hücrelerde taşıma ribonükleik asidin (tRNA) rolünün ne olduğunu bulmaya yardımcı olacaktır. Bu çok küçük ama aynı zamanda inkar edilemez derecede önemli olan molekül, vücudu oluşturan proteinlerin birleştirilmesi sürecinde yer alır.
tRNA'nın yapısı nedir? Biyokimyasını ve biyolojik rolünü öğrenmek için bu maddeyi "içeriden" düşünmek çok ilginç. Ayrıca, tRNA'nın yapısı ve protein sentezindeki rolü birbiriyle nasıl ilişkilidir?
tRNA nedir, nasıl çalışır?
Taşıma ribonükleik asit, yeni proteinlerin yapımında rol oynar. Tüm ribonükleik asitlerin yaklaşık %10'u taşımadır. Bir molekülün hangi kimyasal elementlerden oluştuğunu netleştirmek için tRNA'nın ikincil yapısının yapısını tanımlayacağız. İkincil yapı, elementler arasındaki tüm büyük kimyasal bağları dikkate alır.
Bu, bir polinükleotid zincirinden oluşan bir makromoleküldür. İçindeki azotlu bazlar, hidrojen bağları ile bağlanır. DNA'da olduğu gibi, RNA da 4 azotlu baza sahiptir: adenin,sitozin, guanin ve urasil. Bu bileşiklerde, adenin her zaman urasil ile ve guanin, her zamanki gibi sitozin ile ilişkilidir.
Nükleotid neden ribo- ön ekine sahiptir? Basitçe, nükleotidin tabanında pentoz yerine riboz bulunan tüm lineer polimerlere ribonükleik denir. Ve transfer RNA, tam da böyle bir ribonükleik polimerin 3 tipinden biridir.
tRNA'nın yapısı: biyokimya
Moleküler yapının en derin katmanlarına bakalım. Bu nükleotidlerin 3 bileşeni vardır:
- Sukroz, riboz tüm RNA türlerinde yer alır.
- Fosforik asit.
- Azotlu bazlar. Bunlar pürinler ve pirimidinlerdir.
Azotlu bazlar, güçlü bağlarla birbirine bağlanır. Bazları pürin ve pirimidine bölmek adettendir.
Pürinler adenin ve guanindir. Adenin, birbirine bağlı 2 halkadan oluşan bir adenil nükleotitine karşılık gelir. Ve guanin, aynı "tek halkalı" guanin nükleotidine karşılık gelir.
Piramitinler sitozin ve urasildir. Pirimidinler tek halkalı yapıya sahiptir. RNA'da timin yoktur, çünkü urasil gibi bir element ile değiştirilir. Bunu, tRNA'nın diğer yapısal özelliklerine bakmadan önce anlamak önemlidir.
RNA Türleri
Gördüğünüz gibi, TRNA'nın yapısı kısaca tarif edilemez. Molekülün amacını ve gerçek yapısını anlamak için biyokimyaya dalmanız gerekir. Başka hangi ribozomal nükleotidler bilinmektedir? Ayrıca matris veya bilgi ve ribozomal nükleik asitler de vardır. RNA ve RNA olarak kıs altılır. 3'ü demoleküller hücrede birbirleriyle yakın çalışırlar, böylece vücut doğru yapılandırılmış protein globüllerini alır.
İki polimerin yardımı olmadan bir polimerin çalışmasını hayal etmek imkansız. tRNA'ların yapısal özellikleri, doğrudan ribozomların çalışmasıyla ilgili işlevlerle birlikte bakıldığında daha anlaşılır hale gelir.
IRNA, tRNA, RRNA'nın yapısı birçok yönden benzerdir. Hepsinin riboz tabanı vardır. Ancak yapıları ve işlevleri farklıdır.
Nükleik asitlerin keşfi
İsviçreli Johann Miescher, 1868'de hücre çekirdeğinde daha sonra nüklein olarak adlandırılan makromoleküller buldu. "Nükleinler" adı (çekirdek) - çekirdek kelimesinden gelir. Biraz sonra, çekirdeği olmayan tek hücreli canlılarda bu maddelerin de bulunduğu tespit edildi. 20. yüzyılın ortalarında, nükleik asitlerin sentezinin keşfi için Nobel Ödülü alındı.
TRNA protein sentezinde işlev görür
Adın kendisi - transfer RNA, molekülün ana işlevinden bahseder. Bu nükleik asit, ribozomal RNA'nın belirli bir proteini yapmak için ihtiyaç duyduğu temel amino asidi "getirir".
tRNA molekülünün birkaç işlevi vardır. Birincisi, IRNA kodonunun tanınması, ikinci işlev, yapı taşlarının - protein sentezi için amino asitlerin teslim edilmesidir. Bazı daha fazla uzman, alıcı işlevini ayırt eder. Yani, kovalent prensibe göre amino asitlerin eklenmesi. Aminocil-tRNA sentaz gibi bir enzim, bu amino asidin "bağlanmasına" yardımcı olur.
tRNA'nın yapısı onunla nasıl ilişkilidir?fonksiyonlar? Bu özel ribonükleik asit, bir tarafında her zaman çiftler halinde bağlanan azotlu bazlar olacak şekilde düzenlenmiştir. Bunlar bizim bildiğimiz elementlerdir - A, U, C, G. Tam olarak 3 "harf" veya azotlu baz antikodonu oluşturur - tamamlayıcılık ilkesine göre kodonla etkileşime giren elementlerin ters kümesi.
tRNA'nın bu önemli yapısal özelliği, şablon nükleik asidin kodu çözülürken hata olmamasını sağlar. Sonuçta, vücudun şu anda ihtiyaç duyduğu proteinin doğru bir şekilde sentezlenip sentezlenmediği amino asitlerin tam dizisine bağlıdır.
Yapı özellikleri
tRNA'nın yapısal özellikleri ve biyolojik rolü nelerdir? Bu çok eski bir yapıdır. Boyutu 73 - 93 nükleotit civarındadır. Bir maddenin moleküler ağırlığı 25.000–30.000'dir.
tRNA'nın ikincil yapısının yapısı, molekülün 5 ana elementi incelenerek demonte edilebilir. Yani, bu nükleik asit aşağıdaki elementlerden oluşur:
- enzim temas döngüsü;
- Ribozomla temas için döngü;
- antikodon döngüsü;
- alıcı kök;
- antikodonun kendisi.
Ve ayrıca ikincil yapıda küçük bir değişken döngü tahsis edin. Tüm tRNA türlerinde bir omuz aynıdır - iki sitozin ve bir adenosin kalıntısından oluşan bir gövde. Mevcut 20 amino asitten 1'i ile bağlantı burada gerçekleşir. Her amino asidin ayrı bir enzimi vardır - kendi aminoasil-tRNA'sı.
Tüm bilgilerin yapısını şifreleyen tüm bilgilernükleik asitler DNA'nın kendisinde bulunur. Gezegendeki tüm canlılarda tRNA'nın yapısı hemen hemen aynıdır. 2 boyutlu olarak bakıldığında yaprak gibi görünecek.
Ancak, hacim olarak bakarsanız, molekül L şeklinde bir geometrik yapıya benziyor. Bu, tRNA'nın üçüncül yapısı olarak kabul edilir. Ancak çalışmanın rahatlığı için görsel olarak “bükülmek” gelenekseldir. Üçüncül yapı, ikincil yapının unsurlarının, birbirini tamamlayan parçalar arasındaki etkileşimin bir sonucu olarak oluşur.
tRNA kolları veya halkaları önemli bir rol oynar. Örneğin, belirli bir enzimle kimyasal bağlanma için bir kol gereklidir.
Bir nükleotidin karakteristik bir özelliği, çok sayıda nükleosidin varlığıdır. Bu minör nükleositlerin 60'tan fazla türü vardır.
tRNA'nın yapısı ve amino asitlerin kodlanması
tRNA antikodonunun 3 molekül uzunluğunda olduğunu biliyoruz. Her antikodon, belirli bir "kişisel" amino aside karşılık gelir. Bu amino asit, özel bir enzim kullanılarak tRNA molekülüne bağlanır. 2 amino asit bir araya gelir gelmez tRNA ile olan bağlar kopar. Gerekli zamana kadar tüm kimyasal bileşiklere ve enzimlere ihtiyaç vardır. tRNA'nın yapısı ve işlevleri bu şekilde birbirine bağlıdır.
Hücrede 61 çeşit bu tür molekül vardır. 64 matematiksel varyasyon olabilir. Ancak, IRNA'daki tam olarak bu sayıda stop kodonunun antikodon içermemesi nedeniyle 3 tip tRNA eksiktir.
IRNA ve TRNA'nın Etkileşimi
Bir maddenin MRNA ve RRNA ile etkileşimini ve TRNA'nın yapısal özelliklerini ele alalım. Yapı ve amaçmakromoleküller birbirine bağlıdır.
IRNA'nın yapısı, bilgileri DNA'nın ayrı bir bölümünden kopyalar. DNA'nın kendisi çok büyük bir molekül bağlantısıdır ve asla çekirdeği terk etmez. Bu nedenle, bir aracı RNA gereklidir - bilgi amaçlı.
RNA tarafından kopyalanan moleküllerin sırasına göre, ribozom bir protein oluşturur. Ribozom, yapısının açıklanması gereken ayrı bir polinükleotid yapısıdır.
Ribozomal tRNA etkileşimi
Ribozomal RNA çok büyük bir organeldir. Molekül ağırlığı 1.000.000 - 1.500.000'dir. Toplam RNA miktarının neredeyse %80'i ribozomal nükleotidlerdir.
Bir nevi IRNA zincirini yakalar ve beraberinde tRNA moleküllerini getirecek olan antikodonları bekler. Ribozomal RNA 2 alt birimden oluşur: küçük ve büyük.
Ribozoma "fabrika" denir, çünkü bu organelde günlük yaşam için gerekli tüm maddelerin sentezi gerçekleşir. Aynı zamanda çok eski bir hücre yapısıdır.
Ribozomda protein sentezi nasıl gerçekleşir?
tRNA'nın yapısı ve protein sentezindeki rolü birbiriyle ilişkilidir. Ribonükleik asidin yanlarından birinde bulunan antikodon, ana işlevi için formunda uygundur - amino asitlerin proteinin kademeli olarak hizalanmasının gerçekleştiği ribozoma teslimi. Esasen, TRNA bir aracı görevi görür. Görevi sadece gerekli amino asidi getirmektir.
IRNA'nın bir bölümünden bilgi okunduğunda, ribozom zincir boyunca daha da ilerler. Matris sadece iletim için gereklidirtek bir proteinin konfigürasyonu ve işlevi hakkında kodlanmış bilgi. Daha sonra, başka bir tRNA, nitrojenli bazlarıyla ribozoma yaklaşır. Ayrıca RNC'nin sonraki bölümünün kodunu çözer.
Kod çözme aşağıdaki gibi gerçekleşir. Azotlu bazlar, DNA'nın kendisinde olduğu gibi tamamlayıcılık ilkesine göre birleşir. Buna göre TRNA, amino asidi nereye "bağlaması" ve hangi "hangar"a göndermesi gerektiğini görür.
Ardından ribozomda, bu şekilde seçilen amino asitler kimyasal olarak bağlanır, adım adım sentezin bitiminden sonra bir küre (top) halinde bükülen yeni bir lineer makromolekül oluşur. İşlevlerini yerine getiren kullanılmış tRNA'lar ve IRNA'lar, protein "fabrikasından" çıkarılır.
Kodonun ilk kısmı antikodona bağlandığında, okuma çerçevesi belirlenir. Daha sonra, herhangi bir nedenle çerçeve kayması meydana gelirse, proteinin bazı işaretleri reddedilecektir. Ribozom bu sürece müdahale edemez ve sorunu çözemez. Ancak işlem tamamlandıktan sonra 2 rRNA alt birimi tekrar birleştirilir. Ortalama olarak, her 104 amino asit için 1 hata vardır. Halihazırda birleştirilmiş her 25 protein için, en az 1 replikasyon hatasının meydana geleceği kesindir.
TRNA kalıntı moleküller olarak
tRNA, dünyadaki yaşamın başlangıcı sırasında var olmuş olabileceğinden, buna kalıntı molekülü denir. RNA'nın DNA'dan önce var olan ve sonra evrimleşen ilk yapı olduğuna inanılmaktadır. RNA Dünyası Hipotezi - 1986'da ödüllü W alter Gilbert tarafından formüle edildi. Ancak kanıtlamak içinhala zor. Teori, bariz gerçeklerle savunulur - tRNA molekülleri bilgi bloklarını depolayabilir ve bir şekilde bu bilgiyi uygulayabilir, yani çalışır.
Ancak teorinin karşıtları, bir maddenin kısa ömrünün tRNA'nın herhangi bir biyolojik bilginin iyi bir taşıyıcısı olduğunu garanti edemeyeceğini savunuyorlar. Bu nükleotidler hızla parçalanır. İnsan hücrelerinde tRNA'nın ömrü birkaç dakika ile birkaç saat arasında değişir. Bazı türler bir güne kadar dayanabilir. Bakterilerdeki aynı nükleotidlerden bahsedersek, terimler çok daha kısadır - birkaç saate kadar. Ayrıca, tRNA'nın yapısı ve işlevleri, bir molekülün Dünya'nın biyosferinin birincil öğesi olabilmesi için çok karmaşıktır.
