IRNA, tRNA, RRNA - үч негизги нуклеиндик кислоталардын өз ара аракеттенүүсү жана түзүлүшү цитология сыяктуу илим тарабынан каралат. Бул клеткаларда транспорттук рибонуклеиндик кислотанын (тРНК) ролу кандай экенин билүүгө жардам берет. Бул өтө кичинекей, бирок ошол эле учурда талашсыз маанилүү молекула денени түзгөн белокторду бириктирүү процессине катышат.
ТРНКнын түзүлүшү кандай? Бул затты "ичинен" карап чыгуу, анын биохимиясын жана биологиялык ролун билүү абдан кызыктуу. Жана ошондой эле тРНКнын түзүлүшү жана анын белок синтезиндеги ролу кандайча өз ара байланышта?
tRNA деген эмне, ал кантип иштейт?
Транспорт рибонуклеин кислотасы жаңы белокторду түзүүгө катышат. Бардык рибонуклеиндик кислоталардын дээрлик 10% транспорттук болуп саналат. Молекуланын кайсы химиялык элементтерден жаралганын ачыктоо үчүн тРНКнын экинчилик түзүлүшүнүн түзүлүшүн сүрөттөйбүз. Экинчи структура элементтердин ортосундагы бардык негизги химиялык байланыштарды карайт.
Бул полинуклеотиддик чынжырдан турган макромолекула. Андагы азоттук негиздер суутек байланыштары менен байланышкан. ДНКдагыдай эле РНКда 4 азоттук негиздер бар: аденин,цитозин, гуанин жана урацил. Бул кошулмаларда аденин ар дайым урацил менен, ал эми гуанин адаттагыдай эле цитозин менен байланышкан.
Эмне үчүн нуклеотидде рибо- префикси бар? Жөнөкөй сөз менен айтканда, нуклеотиддин негизинде пентозанын ордуна рибозасы бар бардык сызыктуу полимерлер рибонуклеиндик деп аталат. Ал эми трансфер РНК дал ушундай рибонуклеиндик полимердин 3 түрүнүн бири.
tРНКнын структурасы: биохимия
Молекулярдык түзүлүштүн эң терең катмарларын карайлы. Бул нуклеотиддердин 3 компоненти бар:
- Сахароза, рибоза РНКнын бардык түрлөрүнө катышат.
- Фосфор кислотасы.
- Азоттуу негиздер. Булар пуриндер жана пиримидиндер.
Азоттуу негиздер бири-бири менен күчтүү байланыштар менен байланышкан. Негиздерди пурин жана пиримидин деп бөлүү салтка айланган.
Пуриндер – аденин жана гуанин. Аденин өз ара байланышкан 2 шакекчеден турган аденил нуклеотидине туура келет. Ал эми гуанин ошол эле "бир шакекчелүү" гуанин нуклеотидине туура келет.
Пирамидиндер цитозин жана урацил. Пиримидиндер бир шакекче түзүлүшкө ээ. РНКда тимин жок, анткени ал урацил сыяктуу бир элемент менен алмаштырылган. Муну тРНКнын башка структуралык өзгөчөлүктөрүн кароодон мурун түшүнүү маанилүү.
РНКнын түрлөрү
Көрүнүп тургандай, TRNA түзүмүн кыскача айтып берүү мүмкүн эмес. Молекуланын максатын жана анын чыныгы түзүлүшүн түшүнүү үчүн биохимияны терең изилдеш керек. Дагы кандай рибосомалык нуклеотиддер белгилүү? Ошондой эле матрицалык же маалыматтык жана рибосомалык нуклеиндик кислоталар бар. РНК жана РНК деп кыскартылган. Баары 3молекулалар клеткада бири-бири менен тыгыз иштешип, дене туура структураланган белок шарларын алат.
Бир полимердин ишин башка 2 полимердин жардамысыз элестетүү мүмкүн эмес. tRNAлардын структуралык өзгөчөлүктөрү рибосомалардын ишине түздөн-түз байланыштуу болгон функциялар менен бирге караганда түшүнүктүү болуп калат.
IRNA, tRNA, RRNA түзүлүшү көп жагынан окшош. Бардык рибоза негизи бар. Бирок алардын түзүлүшү жана функциялары ар башка.
Нуклеиндик кислоталардын ачылышы
Швейцариялык Йоганн Мишер 1868-жылы клетканын ядросунан кийинчерээк нуклеин деп аталган макромолекулаларды тапкан. "Нуклеиндер" аталышы (ядро) - ядро деген сөздөн келип чыккан. Бир аз кийинчерээк ядросу жок бир клеткалуу жандыктарда бул заттар да бар экени аныкталган. 20-кылымдын ортосунда Нобель сыйлыгы нуклеин кислоталарынын синтезин ачкандыгы үчүн алынган.
ТРНА протеин синтезинде иштейт
Аттын өзү - трансфер РНК молекуланын негизги функциясы жөнүндө айтат. Бул нуклеиндик кислота белгилүү бир протеинди жасоо үчүн рибосомалык РНК талап кылган маанилүү аминокислота менен бирге "алып келет".
тРНК молекуласынын бир нече функциялары бар. Биринчиси - IRNA кодонун таануу, экинчиси - белок синтези үчүн аминокислоталарды - курулуш блокторун жеткирүү. Дагы бир нече эксперттер акцептордук функцияны айырмалайт. Башкача айтканда, аминокислоталардын коваленттик принцип боюнча кошулушу. Аминоцил-тРНК синтатаза сыяктуу фермент бул аминокислотаны "жабыштырууга" жардам берет.
ТРНКнын түзүлүшү аны менен кандай байланыштафункциялары? Бул өзгөчө рибонуклеин кислотасы анын бир тарабында дайыма жуп болуп туташкан азоттуу негиздер тургандай тизилген. Булар бизге белгилүү элементтер - A, U, C, G. Так 3 "тамга" же азоттук негиздер антикодонду түзөт - кодон менен толуктоо принцибине ылайык өз ара аракеттенүүчү элементтердин тескери жыйындысы.
tRNAнын бул маанилүү структуралык өзгөчөлүгү нуклеин кислотасынын шаблонун чечүүдө эч кандай ката болбошун камсыздайт. Анткени азыркы учурда организмге керектүү белоктун туура синтезделиши аминокислоталардын так тизмегинен көз каранды.
Курулуш өзгөчөлүктөрү
ТРНКнын структуралык өзгөчөлүктөрү жана анын биологиялык ролу кандай? Бул абдан байыркы структура болуп саналат. Анын көлөмү болжол менен 73 - 93 нуклеотидди түзөт. Заттын молекулалык салмагы 25 000–30 000.
ТРНКнын экинчилик структурасынын түзүлүшүн молекуланын 5 негизги элементин изилдөө менен ажыратууга болот. Демек, бул нуклеиндик кислота төмөнкү элементтерден турат:
- ферменттик байланыш цикли;
- рибосома менен байланыш үчүн цикл;
- антикодон цикли;
- акцептордун өзөгү;
- антикодондун өзү.
Ошондой эле экинчи структурада кичинекей өзгөрмө циклди бөлүңүз. тРНКнын бардык түрлөрүндө бир ийин бирдей - эки цитозин жана бир аденозин калдыктарынын өзөгү. Дал ушул жерде бар 20 аминокислотадан 1 менен байланыш пайда болот. Ар бир аминокислота өзүнчө ферментке ээ – өзүнүн аминоацил-тРНКсы.
Бардык структурасын шифрлеген бардык маалыматнуклеиндик кислоталар ДНКнын өзүндө кездешет. Планетадагы бардык тирүү жандыктардагы тРНКнын түзүлүшү дээрлик бирдей. Ал 2D форматында жалбырактай көрүнөт.
Бирок көлөмү боюнча карасаңыз, молекула L формасындагы геометриялык түзүлүшкө окшош. Бул тРНКнын үчүнчү структурасы болуп эсептелет. Бирок окуунун ынгайлуулугу үчүн аны визуалдык түрдө “ачуу” салтка айланган. Үчүнчү структура экинчилик структуранын элементтеринин, бири-бирин толуктап турган бөлүктөрүнүн өз ара аракеттенүүсүнүн натыйжасында түзүлөт.
tRNA колдору же шакекчелери маанилүү роль ойнойт. Мисалы, белгилүү бир фермент менен химиялык байланыш үчүн бир кол талап кылынат.
Нуклеотиддердин мүнөздүү өзгөчөлүгү - нуклеозиддердин көп санда болушу. Бул майда нуклеозиддердин 60тан ашык түрү бар.
tРНКнын түзүлүшү жана аминокислоталардын коддолушу
ТРНК антикодону 3 молекула узундугун билебиз. Ар бир антикодон белгилүү бир "жеке" аминокислотага туура келет. Бул аминокислота tRNA молекуласына атайын фермент аркылуу туташтырылган. 2 аминокислота чогулганда тРНК менен байланыштар үзүлөт. Бардык химиялык кошулмалар жана ферменттер керектүү убакытка чейин керектелет. ТРНКнын түзүлүшү жана функциялары ушундайча өз ара байланышта.
Клеткада мындай молекулалардын 61 түрү бар. 64 математикалык вариация болушу мүмкүн. Бирок IRNAдагы токтотуу кодондорунун так ушул санында антикодондор жок болгондуктан тРНКнын 3 түрү жок.
ИРНА менен ТРНАнын өз ара аракети
Заттын МРНК жана РРНК менен өз ара аракеттенүүсүн, ошондой эле ТРНКнын структуралык өзгөчөлүктөрүн карап көрөлү. Түзүлүшү жана максатымакромолекулалар өз ара байланышта.
ИРНАнын түзүлүшү маалыматты ДНКнын өзүнчө бир бөлүгүнөн көчүрөт. ДНКнын өзү өтө чоң молекулалар байланышы жана эч качан ядродон чыкпайт. Демек, ортомчу РНК керек – маалыматтык.
РНК тарабынан копияланган молекулалардын ырааттуулугуна таянып, рибосома белокту курат. Рибосома өзүнчө полинуклеотиддик түзүлүш, анын түзүлүшү түшүндүрүлүшү керек.
Рибосомалык тРНКнын өз ара аракеттенүүсү
Рибосомалык РНК чоң органелл. Анын молекулалык салмагы 1 000 000 - 1 500 000. РНКнын жалпы санынын дээрлик 80% рибосомалык нуклеотиддер.
Бул IRNA чынжырын басып алат жана tRNA молекулаларын өздөрү менен кошо ала турган антикодондорду күтөт. Рибосомалык РНК 2 бөлүмчөдөн турат: кичине жана чоң.
Рибосома «фабрика» деп аталат, анткени бул органеллде күнүмдүк жашоого керектүү бардык заттардын синтези ишке ашат. Бул ошондой эле абдан байыркы клетка түзүмү.
Рибосомада протеин синтези кантип ишке ашат?
тРНКнын түзүлүшү жана анын белок синтезиндеги ролу өз ара байланышта. Рибонуклеин кислотасынын капталдарынын биринде жайгашкан антикодон өзүнүн формасы боюнча негизги функцияга – аминокислоталарды рибосомага жеткирүүгө ылайыктуу, мында белоктун акырындык менен түзүлүшү пайда болот. Негизи, TRNA ортомчу катары иштейт. Анын милдети - керектүү аминокислоталарды алып келүү.
ИРНАнын бир бөлүгүнөн маалымат окулганда, рибосома чынжыр боюнча дагы жылыйт. Матрица берүү үчүн гана керекбир белоктун конфигурациясы жана функциясы жөнүндө коддолгон маалымат. Андан кийин дагы бир тРНК азоттуу негиздери менен рибосомага жакындайт. Ал ошондой эле RNCнин кийинки бөлүгүн чечмелейт.
Декоддоо төмөнкүдөй ишке ашат. Азоттуу негиздер ДНКдагыдай эле толуктоо принцибине ылайык биригет. Ушуга ылайык, TRNA кайсы жерде "байланыш" керек жана кайсы "ангарга" аминокислота жөнөтүш керек экенин көрөт.
Андан кийин рибосомада ушундай жол менен тандалып алынган аминокислоталар химиялык байланышта болуп, этап-этабы менен жаңы сызыктуу макромолекула пайда болот, ал синтез аяктагандан кийин шарга (шар) айланат. Колдонулган тРНКлар жана IRNAлар өз милдетин аткарып, протеин "фабрикасынан" чыгарылат.
Кодондун биринчи бөлүгү антикодонго кошулганда окуу алкагы аныкталат. Кийинчерээк, кандайдыр бир себептерден улам кадр жылып кетсе, анда белоктун кандайдыр бир белгиси четке кагылат. Рибосома бул процесске кийлигишип, маселени чече албайт. Процесс аяктагандан кийин гана 2 рРНК бөлүмчөлөрү кайрадан биригет. Орточо алганда, ар бир 104 аминокислота үчүн 1 ката болот. Буга чейин чогултулган ар бир 25 белок үчүн кеминде 1 репликация катасы сөзсүз болот.
ТРНА реликтик молекулалар катары
ТРНК жер бетинде жашоо пайда болгон учурда бар болушу мүмкүн болгондуктан, ал реликтик молекула деп аталат. РНК ДНКга чейин бар болгон жана андан кийин эволюцияланган биринчи түзүлүш деп эсептелет. РНК дүйнөлүк гипотезасы - 1986-жылы лауреат Уолтер Гилберт тарабынан түзүлгөн. Бирок, далилдөө үчүнал дагы эле кыйын. Теория ачык-айкын фактылар менен корголот - тРНК молекулалары маалымат блокторун сактай алат жана кандайдыр бир жол менен бул маалыматты ишке ашырат, башкача айтканда, иштейт.
Бирок теорияга каршы чыккандар заттын кыска өмүр сүрүшү тРНК кандайдыр бир биологиялык маалыматтын жакшы алып жүрүүчүсү экенине кепилдик бере албайт деп ырасташат. Бул нуклеотиддер тез бузулат. Адамдын клеткаларында тРНКнын өмүрү бир нече мүнөттөн бир нече саатка чейин созулат. Кээ бир түрлөрү бир күнгө чейин созулушу мүмкүн. Ал эми бактериялардагы ошол эле нуклеотиддер жөнүндө айта турган болсок, анда терминдер бир топ кыска - бир нече саатка чейин. Мындан тышкары, тРНКнын түзүлүшү жана функциялары бир молекула жердин биосферасынын негизги элементи боло алыш үчүн өтө татаал.
