Содержание
РНК (рибонуклеиновая кислота) представляет собой одноцепочечную молекулу нуклеиновой кислоты, состоящую из рибонуклеотидов.
- Нуклеотид рибозы в цепи РНК состоит из сахара рибозы, фосфатной группы и основания.
- В каждый сахар рибозы добавлено одно из четырех оснований: аденин (A), гуанин (G), цитозин (C) и урацил (U).
- Основа прикреплена к сахару рибозы с помощью фосфодиэфирной связи. Поскольку РНК содержит множество нуклеотидов рибозы, длина цепей нуклеотидов может варьироваться в зависимости от их типов или их функций.
- Таким образом, РНК отличается от ДНК по типу сахара, используемого для создания молекулы, и по замене основания тимина в ДНК на урацил в РНК. Кроме того, ДНК — это двухцепочечная молекула, тогда как РНК — одноцепочечная молекула.
Свойства РНК
- РНК представляет собой одноцепочечную молекулу, а не двойную спираль, одним из следствий этого является то, что РНК может образовывать множество трехмерных молекулярных комплексов, чем ДНК.
- В нуклеотидах РНК содержится сахар рибоза, а не дезоксирибоза. Эти два сахара отличаются друг от друга наличием или отсутствием атома кислорода.
- Сахар рибоза также представляет собой циклическую структуру, состоящую из 5 атомов углерода и одного кислорода, как и ДНК. Но главное отличие заключается в наличии дополнительной группы ОН в 2 углероде рибозы, которая отсутствует в сахаре дезоксирибозы.
- Группа ОН в 2 углероде делает молекулу РНК склонной к гидролизу.
- Некоторые исследования также пришли к выводу, что эта химическая способность РНК из-за дополнительной группы OH- привела к тому, что ДНК стала генетическим хранилищем, поскольку в ней отсутствует группа OH в 2’Carbon, что делает ее более стабильной для хранения информации.
- Нуклеотиды РНК несут азотистые основания, пурины и пиримидины. Но в РНК вместо пиримидин-тимина присутствует урацил, который также образует водородные связи с аденином, как тимин в молекуле ДНК.
Структура РНК
- РНК представляет собой типичный одноцепочечный биополимер рибонуклеотидов, связанных друг с другом фосфодиэфирной связью.
- Нить РНК синтезируется в направлении от 5 ‘к 3’ от локально одноцепочечной области ДНК.
- Он содержит сахара рибозы, которые присоединены к четырем основаниям: аденину, гуанину, урацилу и цитозину. Сахар рибозы имеет дополнительную группу ОН- в 2 ‘углероде по сравнению с сахаром дезоксирибозы в ДНК.
- Эта дополнительная группа OH- в РНК привела к их синтезу для краткосрочных функций.
- Трехмерная структура РНК имеет решающее значение для ее стабильности и функционирования.
- РНК, будучи одноцепочечной молекулой, может образовывать сложную структуру, позволяя модифицировать ее сахара и основания рибозы под действием клеточных ферментов (которые присоединяют химические группы) для выполнения различных функций.
- Они даже способны складываться сами по себе и демонстрировать внутримолекулярные водородные связи между комплементарными цепями, что делает их двухцепочечной молекулой, выполняющей определенную функцию.
Состав РНК
- РНК представляет собой биополимер нуклеотидов, связанных друг с другом фосфодиэфирной связью.
- Нуклеотид, из которого состоит РНК, также называют нуклеотидом рибозы из-за присутствия в их структуре рибозного сахара. В целом РНК состоит из рибозного сахара, фосфата и азотистого основания.
- Сахар рибоза представляет собой циклическую структуру, состоящую из пяти атомов углерода и одного атома кислорода. Этот сахар содержит две ОН-группы: 2 ‘углерода и 3’ углерода.
- Этот сахар-рибоза присоединен к азотистому основанию посредством водородной связи.
- Существует четыре азотистых основания, а именно: аденин (A), гуанин (G), урацил (U) и цитозин (C).
- Эти азотистые основания дополняют друг друга: G с C и A с U.
Типы РНК
Из многих типов РНК хорошо известны три типа, чаще всего обсуждаются и обнаруживаются почти во всех организмах.
- мРНК (информационная РНК)
- рРНК (рибосомальная РНК)
- тРНК (транспортная РНК)
мРНК (информационная РНК)
- Это одноцепочечная молекула РНК, комплементарная одной из цепей ДНК.
- мРНК — это версия генетического материала, который покидает ядро и перемещается в цитоплазму, где синтезируются ответственные белки.
- Эта РНК имеет первостепенное значение во время синтеза белка, когда рибосома движется по этой мРНК, она считывает базовые последовательности и использует генетический код для преобразования их в определенные белки.
- Эти коды представлены в виде триплетных последовательностей азотистых оснований и часто называются кодонами.
- мРНК отвечает за передачу генетической информации в рибосомы, где путем считывания последовательностей оснований на мРНК становится возможной трансляция белков, поэтому название напоминает ее функции.
- мРНК — это молекула, которая использует генетический код, присутствующий в части ДНК, и производит белки. Если бы мРНК не существовало, наш организм никогда не смог бы использовать информацию о ДНК.
рРНК (рибосомальная РНК)
- Это одноцепочечная молекула РНК, обнаруженная в клетках, которая составляет часть синтезирующей белок органеллы, рибосомы.
- Синтезируется внутри ядра, особенно в ядрышке, где присутствуют гены, кодирующие рРНК. Синтезированная рРНК может быть разного размера, обычно ее можно разделить на малую и большую.
- Эти недавно синтезированные рРНК соединяются с рибосомными белками и образуют более мелкие и более крупные субъединицы рибосом соответственно.
- Эти рРНК жизненно важны для распознавания консервативных областей входящих мРНК и тРНК, что облегчает их связывание и осуществление синтеза белка.
- Кроме того, рРНК также обладает ферментативной активностью (пептидилтрансфераза) и катализирует образование пептидной связи между двумя выровненными белками / аминокислотами во время синтеза белка.
тРНК (транспортная РНК)
- Это тип молекулы РНК, которая помогает декодировать информацию, содержащуюся в последовательностях мРНК, в определенные белки.
- Кодирует ДНК в ядре клетки и транскрибируется с помощью РНК-полимеразы.
- Структура тРНК складывается сама по себе и создает внутрикомплементарное спаривание оснований, которое приводит к образованию водородных связей и связанных петель, содержащих нуклеотиды с модифицированными основаниями.
- Структура в двух измерениях напоминает клеверный лист с тремя петлями и открытым концом. Обычно имеют длину 75-90 рибонуклеотидов.
- Открытый конец без петли является местом присоединения аминокислоты через 3′-ОН-связь с COOH-группой аминокислоты.
- В общем, тРНК считывает код последовательности мРНК в рибосоме и транслирует конкретную аминокислоту, делает это по длине мРНК и выдает полипептидную цепь аминокислот (белков) в сочетании с другими важными ферментами, такими как аминоацил тРНК синтетаза и пептидилтрансфераза.
Функции РНК
- Основная функция РНК — синтез белка.
- Без РНК информация, закодированная в ДНК, никогда не могла бы быть транскрибирована для создания основных белков, необходимых клетке для поддержания своей целостности.
- мРНК в настоящее время широко используются в фармацевтической промышленности для синтеза потенциальных вакцин.
- Более того, мРНК теперь используются для разработки новых категорий лекарств.
- мРНК сделали возможным формирование библиотеки кДНК.
- рРНК являются структурными единицами рибосом, которые являются важными органеллами во время синтеза белка.
- Рибозимы могут помочь подавить экспрессию конкретной мРНК, отщепляя их, не полагаясь на механизмы хозяина.
- Искусственные РНК способны останавливать синтез белка путем связывания с мРНК, что способствует способности человека бороться с болезнями и мутациями.