Interaksi dan struktur IRNA, tRNA, RRNA - tiga asid nukleik utama, dianggap oleh sains seperti sitologi. Ia akan membantu untuk mengetahui apakah peranan pengangkutan asid ribonukleik (tRNA) dalam sel. Molekul yang sangat kecil ini, tetapi pada masa yang sama tidak dapat dinafikan penting mengambil bahagian dalam proses penggabungan protein yang membentuk badan.
Apakah struktur tRNA? Sangat menarik untuk mempertimbangkan bahan ini "dari dalam", untuk mengetahui peranan biokimia dan biologinya. Dan juga, bagaimanakah struktur tRNA dan peranannya dalam sintesis protein saling berkaitan?
Apakah tRNA, bagaimana ia berfungsi?
Pengangkutan asid ribonukleik terlibat dalam pembinaan protein baharu. Hampir 10% daripada semua asid ribonukleik adalah pengangkutan. Untuk menjelaskan dengan jelas dari mana unsur kimia molekul terbentuk, kami akan menerangkan struktur struktur sekunder tRNA. Struktur sekunder mengambil kira semua ikatan kimia utama antara unsur.
Ini ialah makromolekul yang terdiri daripada rantai polinukleotida. Bes nitrogen di dalamnya disambungkan oleh ikatan hidrogen. Seperti dalam DNA, RNA mempunyai 4 bes nitrogen: adenine,sitosin, guanina, dan urasil. Dalam sebatian ini, adenine sentiasa dikaitkan dengan urasil, dan guanin, seperti biasa, dengan sitosin.
Mengapa nukleotida mempunyai awalan ribo-? Secara mudah, semua polimer linear yang mempunyai ribosa dan bukannya pentosa di dasar nukleotida dipanggil ribonukleik. Dan pemindahan RNA ialah salah satu daripada 3 jenis polimer ribonukleik seperti itu.
Struktur tRNA: biokimia
Mari kita lihat lapisan terdalam struktur molekul. Nukleotida ini mempunyai 3 komponen:
- Sucrose, ribosa terlibat dalam semua jenis RNA.
- Asid fosforik.
- Bes nitrogen. Ini adalah purin dan pirimidin.
Bes nitrogen saling berkaitan dengan ikatan yang kuat. Adalah menjadi kebiasaan untuk membahagikan bes kepada purin dan pirimidin.
Purin ialah adenine dan guanin. Adenine sepadan dengan adenil nukleotida daripada 2 cincin yang saling berkaitan. Dan guanin sepadan dengan nukleotida guanin "cincin tunggal" yang sama.
Pyramidines ialah sitosin dan urasil. Pyrimidines mempunyai struktur cincin tunggal. Tiada timin dalam RNA, kerana ia digantikan oleh unsur seperti urasil. Ini penting untuk difahami sebelum melihat ciri struktur lain tRNA.
Jenis RNA
Seperti yang anda lihat, struktur TRNA tidak dapat diterangkan secara ringkas. Anda perlu mendalami biokimia untuk memahami tujuan molekul dan struktur sebenar. Apakah nukleotida ribosom lain yang diketahui? Terdapat juga asid nukleik matriks atau maklumat dan ribosom. Disingkatkan sebagai RNA dan RNA. Semua 3molekul bekerja rapat antara satu sama lain dalam sel supaya badan menerima globul protein berstruktur dengan betul.
Adalah mustahil untuk membayangkan kerja satu polimer tanpa bantuan 2 yang lain. Ciri struktur tRNA menjadi lebih mudah difahami apabila dilihat bersama dengan fungsi yang berkaitan secara langsung dengan kerja ribosom.
Struktur IRNA, tRNA, RRNA adalah serupa dalam banyak cara. Semuanya mempunyai asas ribosa. Walau bagaimanapun, struktur dan fungsinya berbeza.
Penemuan asid nukleik
The Swiss Johann Miescher menemui makromolekul dalam nukleus sel pada tahun 1868, yang kemudiannya dipanggil nuklein. Nama "nuklein" berasal dari perkataan (nukleus) - nukleus. Walaupun tidak lama kemudian didapati bahawa dalam makhluk uniselular yang tidak mempunyai nukleus, bahan ini juga ada. Pada pertengahan abad ke-20, Hadiah Nobel diterima kerana penemuan sintesis asid nukleik.
TRNA berfungsi dalam sintesis protein
Nama itu sendiri - pemindahan RNA bercakap tentang fungsi utama molekul. Asid nukleik ini "membawa" bersamanya asid amino penting yang diperlukan oleh RNA ribosom untuk membuat protein tertentu.
Molekul tRNA mempunyai beberapa fungsi. Yang pertama ialah pengiktirafan kodon IRNA, fungsi kedua ialah penghantaran blok binaan - asid amino untuk sintesis protein. Beberapa pakar lagi membezakan fungsi penerima. Iaitu, penambahan asid amino mengikut prinsip kovalen. Enzim seperti aminocil-tRNA synthatase membantu "melekatkan" asid amino ini.
Bagaimanakah struktur tRNA berkaitan dengannyafungsi? Asid ribonukleik khas ini disusun sedemikian rupa sehingga pada satu sisinya terdapat bes nitrogen, yang sentiasa bersambung secara berpasangan. Ini ialah unsur yang kita ketahui - A, U, C, G. Tepat 3 "huruf" atau bes nitrogen membentuk antikodon - set terbalik unsur yang berinteraksi dengan kodon mengikut prinsip saling melengkapi.
Ciri struktur penting tRNA ini memastikan tiada ralat semasa menyahkod asid nukleik templat. Lagipun, ia bergantung pada jujukan asid amino yang tepat sama ada protein yang diperlukan oleh badan pada masa ini disintesis dengan betul.
Ciri bangunan
Apakah ciri-ciri struktur tRNA dan peranan biologinya? Ini adalah struktur yang sangat kuno. Saiznya adalah sekitar 73 - 93 nukleotida. Berat molekul suatu bahan ialah 25,000–30,000.
Struktur struktur sekunder tRNA boleh dibongkar dengan mengkaji 5 elemen utama molekul. Jadi, asid nukleik ini terdiri daripada unsur-unsur berikut:
- gelung sentuhan enzim;
- gelung untuk sentuhan dengan ribosom;
- gelung antikodon;
- batang penerima;
- antikodon itu sendiri.
Dan juga peruntukkan gelung pembolehubah kecil dalam struktur sekunder. Satu bahu dalam semua jenis tRNA adalah sama - batang dua sitosin dan satu sisa adenosin. Di tempat inilah sambungan dengan 1 daripada 20 asid amino yang ada berlaku. Setiap asid amino mempunyai enzim yang berasingan - aminoacyl-tRNA sendiri.
Semua maklumat yang menyulitkan struktur semuaasid nukleik terdapat dalam DNA itu sendiri. Struktur tRNA dalam semua makhluk hidup di planet ini adalah hampir sama. Ia akan kelihatan seperti daun apabila dilihat dalam 2-D.
Namun, jika anda melihat dalam isipadu, molekul tersebut menyerupai struktur geometri berbentuk L. Ini dianggap sebagai struktur tertier tRNA. Tetapi untuk kemudahan belajar adalah kebiasaan untuk "membuang" secara visual. Struktur tertier terbentuk hasil daripada interaksi unsur-unsur struktur sekunder, bahagian-bahagian yang saling melengkapi.
Lengan atau cincin tRNA memainkan peranan penting. Satu lengan, contohnya, diperlukan untuk ikatan kimia dengan enzim tertentu.
Ciri ciri nukleotida ialah kehadiran sejumlah besar nukleosida. Terdapat lebih daripada 60 jenis nukleosida kecil ini.
Struktur tRNA dan pengekodan asid amino
Kita tahu bahawa antikodon tRNA adalah 3 molekul panjang. Setiap antikodon sepadan dengan asid amino "peribadi" tertentu. Asid amino ini disambungkan kepada molekul tRNA menggunakan enzim khas. Sebaik sahaja 2 asid amino bersatu, ikatan kepada tRNA terputus. Semua sebatian kimia dan enzim diperlukan sehingga masa yang diperlukan. Beginilah struktur dan fungsi tRNA saling berkaitan.
Terdapat 61 jenis molekul sedemikian di dalam sel. Terdapat 64 variasi matematik. Walau bagaimanapun, 3 jenis tRNA hilang disebabkan fakta bahawa bilangan kodon henti dalam IRNA ini tidak mempunyai antikodon.
Interaksi IRNA dan TRNA
Mari kita pertimbangkan interaksi bahan dengan MRNA dan RRNA, serta ciri struktur TRNA. Struktur dan tujuanmakromolekul saling berkaitan.
Struktur IRNA menyalin maklumat daripada bahagian DNA yang berasingan. DNA itu sendiri adalah sambungan molekul yang terlalu besar, dan ia tidak pernah meninggalkan nukleus. Oleh itu, RNA perantara diperlukan - bermaklumat.
Berdasarkan jujukan molekul yang disalin oleh RNA, ribosom membina protein. Ribosom ialah struktur polinukleotida yang berasingan, yang strukturnya perlu dijelaskan.
Interaksi tRNA ribosom
RNA Ribosom ialah organel yang besar. Berat molekulnya ialah 1,000,000 - 1,500,000. Hampir 80% daripada jumlah keseluruhan RNA ialah nukleotida ribosom.
Ia semacam menangkap rantai IRNA dan menunggu antikodon yang akan membawa molekul tRNA bersamanya. RNA ribosom terdiri daripada 2 subunit: kecil dan besar.
Ribosom dipanggil "kilang", kerana dalam organel ini semua sintesis bahan yang diperlukan untuk kehidupan seharian berlaku. Ia juga merupakan struktur sel yang sangat kuno.
Bagaimanakah sintesis protein berlaku dalam ribosom?
Struktur tRNA dan peranannya dalam sintesis protein saling berkaitan. Antikodon yang terletak di salah satu sisi asid ribonukleik sesuai dalam bentuknya untuk fungsi utama - penghantaran asid amino ke ribosom, di mana penjajaran beransur-ansur protein berlaku. Pada asasnya, TRNA bertindak sebagai perantara. Tugasnya hanya membawa asid amino yang diperlukan.
Apabila maklumat dibaca dari satu bahagian IRNA, ribosom bergerak lebih jauh di sepanjang rantai. Matriks hanya diperlukan untuk penghantaranmaklumat yang dikodkan tentang konfigurasi dan fungsi protein tunggal. Seterusnya, tRNA lain mendekati ribosom dengan asas nitrogennya. Ia juga menyahkod bahagian RNC yang seterusnya.
Penyahkodan berlaku seperti berikut. Bes nitrogen bergabung mengikut prinsip saling melengkapi dengan cara yang sama seperti dalam DNA itu sendiri. Sehubungan itu, TRNA melihat di mana ia perlu "menambat" dan ke "hangar" mana untuk menghantar asid amino.
Kemudian dalam ribosom, asid amino yang dipilih dengan cara ini terikat secara kimia, langkah demi langkah makromolekul linear baru terbentuk, yang, selepas tamat sintesis, berpusing menjadi globul (bola). tRNA dan IRNA terpakai, setelah memenuhi fungsinya, dikeluarkan daripada "kilang" protein.
Apabila bahagian pertama kodon bersambung dengan antikodon, bingkai bacaan ditentukan. Selepas itu, jika atas sebab tertentu anjakan bingkai berlaku, maka beberapa tanda protein akan ditolak. Ribosom tidak boleh campur tangan dalam proses ini dan menyelesaikan masalah. Hanya selepas proses selesai, 2 subunit rRNA digabungkan semula. Secara purata, untuk setiap 104 asid amino, terdapat 1 ralat. Untuk setiap 25 protein yang telah dipasang, sekurang-kurangnya 1 ralat replikasi pasti akan berlaku.
TRNA sebagai molekul peninggalan
Memandangkan tRNA mungkin wujud pada masa asal usul kehidupan di bumi, ia dipanggil molekul relik. Adalah dipercayai bahawa RNA adalah struktur pertama yang wujud sebelum DNA dan kemudian berkembang. Hipotesis Dunia RNA - dirumus pada tahun 1986 oleh pemenang W alter Gilbert. Namun, untuk membuktikania masih sukar. Teori ini dipertahankan oleh fakta yang jelas - molekul tRNA dapat menyimpan blok maklumat dan entah bagaimana melaksanakan maklumat ini, iaitu, melakukan kerja.
Tetapi penentang teori tersebut berpendapat bahawa jangka hayat bahan yang singkat tidak dapat menjamin bahawa tRNA adalah pembawa yang baik bagi sebarang maklumat biologi. Nukleotida ini terdegradasi dengan cepat. Jangka hayat tRNA dalam sel manusia adalah dari beberapa minit hingga beberapa jam. Sesetengah spesies boleh bertahan sehingga satu hari. Dan jika kita bercakap tentang nukleotida yang sama dalam bakteria, maka istilahnya jauh lebih pendek - sehingga beberapa jam. Selain itu, struktur dan fungsi tRNA terlalu kompleks untuk molekul menjadi unsur utama biosfera Bumi.
