Peringkat inilah yang membezakan pelaksanaan maklumat genetik yang ada dalam sel seperti eukariota dan prokariot.
Tafsiran konsep ini
Diterjemah daripada bahasa Inggeris, istilah ini bermaksud "memproses, memproses." Pemprosesan ialah proses pembentukan molekul asid ribonukleik matang daripada pra-RNA. Dalam erti kata lain, ini ialah satu set tindak balas yang membawa kepada transformasi produk transkripsi primer (pra-RNA pelbagai jenis) kepada molekul yang sudah berfungsi.
Bagi pemprosesan r- dan tRNA, selalunya ia melibatkan pemotongan lebihan serpihan dari hujung molekul. Jika kita bercakap tentang mRNA, maka di sini boleh diperhatikan bahawa dalam eukariota proses ini berjalan dalam banyak peringkat.
Jadi, selepas kita telah mengetahui bahawa pemprosesan ialah transformasi transkrip primer kepada molekul RNA matang, adalah wajar untuk mempertimbangkan ciri-cirinya.
Ciri utama konsep yang sedang dipertimbangkan
Ini termasuk yang berikut:
- pengubahsuaian kedua-dua hujung molekul dan RNA, di mana jujukan nukleotida tertentu dilekatkan padanya, menunjukkan tempat permulaan(akhir) siaran;
- splicing - memotong urutan asid ribonukleik tidak bermaklumat yang sepadan dengan intron DNA.
Bagi prokariot, mRNA mereka tidak tertakluk kepada pemprosesan. Ia mempunyai keupayaan untuk berfungsi serta-merta selepas tamat sintesis.
Di manakah proses yang dipersoalkan berlaku?
Dalam mana-mana organisma, pemprosesan RNA berlaku di dalam nukleus. Ia dijalankan melalui enzim khas (kumpulan mereka) untuk setiap jenis molekul individu. Produk terjemahan seperti polipeptida yang dibaca terus daripada mRNA juga boleh diproses. Molekul prekursor yang dipanggil kebanyakan protein - kolagen, imunoglobulin, enzim pencernaan, beberapa hormon - mengalami perubahan ini, selepas itu fungsi sebenar mereka di dalam badan bermula.
Kami telah pun mengetahui bahawa pemprosesan ialah proses membentuk RNA matang daripada pra-RNA. Kini anda patut menyelidiki sifat asid ribonukleik itu sendiri.
RNA: sifat kimia
Ini ialah asid ribonukleik, yang merupakan kopolimer pirimidin dan ribonukleitida purin, yang disambungkan antara satu sama lain, sama seperti dalam DNA, oleh jambatan 3' - 5'-fosfodiester.
Walaupun fakta bahawa 2 jenis molekul ini adalah serupa, ia berbeza dalam beberapa cara.
Ciri membezakan RNA dan DNA
Pertama, asid ribonukleik mempunyai sisa karbon, yang mana pirimidin dan purinbes, kumpulan fosfat - ribosa, manakala DNA mempunyai 2'-deoksiribosa.
Kedua, komponen pirimidin juga berbeza. Komponen yang serupa ialah nukleotida adenine, sitosin, guanin. RNA mengandungi urasil dan bukannya timin.
Ketiga, RNA mempunyai struktur 1 untai, manakala DNA ialah molekul 2 untai. Tetapi helai asid ribonukleik mengandungi kawasan kekutuban bertentangan (jujukan pelengkap) yang membolehkan helai tunggalnya terlipat dan membentuk "jepit rambut" - struktur yang dikurniakan ciri-ciri 2 helai (seperti yang ditunjukkan dalam rajah di atas).
Keempat, disebabkan fakta bahawa RNA ialah untaian tunggal yang melengkapi hanya satu untai DNA, guanin tidak perlu ada di dalamnya dalam kandungan yang sama seperti sitosin, dan adenin sebagai urasil.
Kelima, RNA boleh dihidrolisiskan dengan alkali kepada 2', 3'-diester kitaran mononukleotida. Peranan produk perantaraan dalam hidrolisis dimainkan oleh 2', 3', 5- triester, yang tidak berupaya untuk pembentukan dalam proses yang serupa untuk DNA kerana ketiadaan kumpulan 2'-hidroksil di dalamnya. Berbanding DNA, labiliti alkali asid ribonukleik adalah sifat berguna untuk tujuan diagnostik dan analisis.
Maklumat yang terkandung dalam RNA 1-stranded biasanya direalisasikan sebagai urutan pirimidin dan bes purin, dengan kata lain, dalam bentuk struktur utama rantai polimer.
Jujukan inipelengkap kepada rantai gen (pengekodan) dari mana RNA "dibaca". Kerana sifat ini, molekul asid ribonukleik boleh mengikat secara khusus pada helai pengekodan, tetapi tidak dapat melakukannya dengan helai DNA bukan pengekodan. Urutan RNA, kecuali penggantian T dengan U, adalah serupa dengan untaian bukan pengekodan gen.
jenis RNA
Hampir kesemuanya terlibat dalam proses seperti biosintesis protein. Jenis RNA berikut diketahui:
- Matriks (mRNA). Ini adalah molekul asid ribonukleik sitoplasma yang bertindak sebagai templat untuk sintesis protein.
- Ribosom (rRNA). Ini ialah molekul RNA sitoplasma yang bertindak sebagai komponen struktur seperti ribosom (organel yang terlibat dalam sintesis protein).
- Pengangkutan (tRNA). Ini adalah molekul pengangkutan asid ribonukleik yang mengambil bahagian dalam penterjemahan (terjemahan) maklumat mRNA ke dalam urutan asid amino yang sudah ada dalam protein.
Sebahagian penting RNA dalam bentuk transkrip pertama, yang terbentuk dalam sel eukariotik, termasuk sel mamalia, tertakluk kepada proses degradasi dalam nukleus, dan tidak memainkan peranan maklumat atau struktur dalam sitoplasma.
Dalam sel manusia (diusahakan) kelas asid ribonukleik nuklear kecil ditemui, yang tidak terlibat secara langsung dalam sintesis protein, tetapi menjejaskan pemprosesan RNA, serta keseluruhan "seni bina" selular. Saiznya berbeza-beza, ia mengandungi 90 - 300 nukleotida.
Asid ribonukleik ialah bahan genetik utama dalamsejumlah virus tumbuhan dan haiwan. Sesetengah virus RNA tidak pernah melalui transkripsi terbalik RNA kepada DNA. Tetapi masih, banyak virus haiwan, contohnya, retrovirus, dicirikan oleh terjemahan terbalik genom RNA mereka, diarahkan oleh transkripase terbalik yang bergantung kepada RNA (DNA polimerase) dengan pembentukan salinan DNA 2-stranded. Dalam kebanyakan kes, transkrip DNA 2 untaian yang muncul diperkenalkan ke dalam genom, seterusnya memberikan ekspresi gen virus dan penghasilan salinan baharu genom RNA (juga virus).
Pengubahsuaian selepas transkripsi asid ribonukleik
Molekulnya yang disintesis dengan polimerase RNA sentiasa tidak aktif dari segi fungsi dan bertindak sebagai prekursor, iaitu pra-RNA. Ia diubah menjadi molekul yang sudah matang hanya selepas ia melepasi pengubahsuaian pasca transkripsi RNA yang sesuai - peringkat kematangannya.
Pembentukan mRNA matang bermula semasa sintesis RNA dan polimerase II pada peringkat pemanjangan. Sudah pada 5'-hujung untaian RNA yang tumbuh secara beransur-ansur dilampirkan oleh 5'-hujung GTP, kemudian ortofosfat dipisahkan. Selanjutnya, guanin dimetilasi dengan penampilan 7-metil-GTP. Kumpulan istimewa sedemikian, yang merupakan sebahagian daripada mRNA, dipanggil "topi" (topi atau topi).
Bergantung pada jenis RNA (ribosomal, pengangkutan, templat, dll.), prekursor menjalani pelbagai pengubahsuaian berjujukan. Contohnya, prekursor mRNA mengalami penyambungan, metilasi, penutupan, poliadenilasi dan kadangkala pengeditan.
Eukariota: jumlahciri
Sel eukariotik ialah domain organisma hidup, dan ia mengandungi nukleus. Sebagai tambahan kepada bakteria, archaea, mana-mana organisma adalah nuklear. Tumbuhan, kulat, haiwan, termasuk kumpulan organisma yang dipanggil protista, semuanya adalah organisma eukariotik. Kedua-duanya bersel 1 dan berbilang sel, tetapi semuanya mempunyai pelan struktur selular yang sama. Secara amnya diterima bahawa organisma ini, yang sangat berbeza, mempunyai asal usul yang sama, itulah sebabnya kumpulan nuklear dianggap sebagai takson monofiletik dengan pangkat tertinggi.
Berdasarkan hipotesis biasa, eukariota berasal 1.5 - 2 bilion tahun dahulu. Peranan penting dalam evolusi mereka diberikan kepada simbiogenesis - simbiosis sel eukariotik yang mempunyai nukleus yang mampu fagositosis dan bakteria ditelan olehnya - prekursor plastid dan mitokondria.
Prokariot: ciri umum
Ini adalah organisma hidup 1 sel yang tidak mempunyai nukleus (terbentuk), selebihnya organel membran (dalaman). Satu-satunya molekul DNA 2 untaian bulat besar yang mengandungi kebanyakan bahan genetik selular ialah molekul yang tidak membentuk kompleks dengan protein histon.
Prokariota termasuk archaea dan bakteria, termasuk cyanobacteria. Keturunan sel bukan nuklear - organel eukariotik - plastid, mitokondria. Mereka dibahagikan kepada 2 takson dalam kedudukan domain: Archaea dan Bacteria.
Sel ini tidak mempunyai sampul nuklear, pembungkusan DNA berlaku tanpa penglibatan histon. Jenis pemakanan mereka adalah osmotropik, dan bahan genetikdiwakili oleh satu molekul DNA, yang ditutup dalam cincin, dan hanya terdapat 1 replika. Prokariot mempunyai organel yang mempunyai struktur membran.
Perbezaan antara eukariota dan prokariot
Ciri asas sel eukariotik dikaitkan dengan kehadiran radas genetik di dalamnya, yang terletak di dalam nukleus, di mana ia dilindungi oleh cangkerang. DNA mereka adalah linear, dikaitkan dengan protein histon, protein kromosom lain yang tiada dalam bakteria. Sebagai peraturan, 2 fasa nuklear hadir dalam kitaran hayat mereka. Satu mempunyai set kromosom haploid, dan seterusnya bergabung, 2 sel haploid membentuk sel diploid, yang sudah mengandungi set kromosom ke-2. Ia juga berlaku bahawa semasa pembahagian berikutnya, sel sekali lagi menjadi haploid. Kitaran hidup jenis ini, serta diploid secara umum, bukan ciri prokariot.
Perbezaan yang paling menarik ialah kehadiran organel khas dalam eukariota, yang mempunyai alat genetiknya sendiri dan membiak melalui pembahagian. Struktur ini dikelilingi oleh membran. Organel ini ialah plastid dan mitokondria. Dari segi aktiviti dan struktur penting, mereka menghairankan serupa dengan bakteria. Keadaan ini mendorong saintis berfikir bahawa mereka adalah keturunan organisma bakteria yang memasuki simbiosis dengan eukariota.
Prokariot mempunyai sedikit organel, tiada satu pun daripadanya dikelilingi oleh membran ke-2. Mereka tidak mempunyai retikulum endoplasma, radas Golgi, dan lisosom.
Satu lagi perbezaan penting antara eukariota dan prokariot ialah kehadiran fenomena endositosis dalam eukariota, termasuk fagositosis dalamkebanyakan kumpulan. Yang terakhir adalah keupayaan untuk menangkap melalui kurungan dalam gelembung membran, dan kemudian mencerna pelbagai zarah pepejal. Proses ini menyediakan fungsi perlindungan yang paling penting dalam badan. Kejadian fagositosis mungkin disebabkan oleh fakta bahawa sel mereka bersaiz sederhana. Organisma prokariotik, sebaliknya, adalah jauh lebih kecil, itulah sebabnya dalam perjalanan evolusi eukariota, keperluan timbul berkaitan dengan membekalkan sel dengan sejumlah besar makanan. Akibatnya, pemangsa mudah alih pertama muncul di kalangan mereka.
Memproses sebagai salah satu langkah dalam biosintesis protein
Ini ialah langkah kedua yang bermula selepas transkripsi. Pemprosesan protein hanya berlaku dalam eukariota. Ini adalah pematangan mRNA. Tepatnya, ini ialah penyingkiran kawasan yang tidak mengekodkan protein dan penambahan kawalan.
Kesimpulan
Artikel ini menerangkan apa itu pemprosesan (biologi). Ia juga memberitahu apa itu RNA, menyenaraikan jenisnya dan pengubahsuaian selepas transkrip. Ciri tersendiri eukariota dan prokariot dipertimbangkan.
Akhir sekali, perlu diingatkan bahawa pemprosesan ialah proses membentuk RNA matang daripada pra-RNA.
