Ang pakikipag-ugnayan at istraktura ng IRNA, tRNA, RRNA - ang tatlong pangunahing nucleic acid, ay isinasaalang-alang ng naturang agham bilang cytology. Makakatulong ito upang malaman kung ano ang papel ng transport ribonucleic acid (tRNA) sa mga selula. Ang napakaliit na ito, ngunit sa parehong oras ay hindi maikakailang mahalagang molekula ay nakikibahagi sa proseso ng pagsasama-sama ng mga protina na bumubuo sa katawan.
Ano ang istraktura ng tRNA? Napaka-interesante na isaalang-alang ang sangkap na ito "mula sa loob", upang malaman ang biochemistry at biological na papel nito. At gayundin, paano magkakaugnay ang istruktura ng tRNA at ang papel nito sa synthesis ng protina?
Ano ang tRNA, paano ito gumagana?
Transport ribonucleic acid ay kasangkot sa pagbuo ng mga bagong protina. Halos 10% ng lahat ng ribonucleic acid ay transport. Upang gawing malinaw kung saang mga elemento ng kemikal ang nabuo ng isang molekula, ilalarawan namin ang istraktura ng pangalawang istraktura ng tRNA. Isinasaalang-alang ng pangalawang istraktura ang lahat ng pangunahing chemical bond sa pagitan ng mga elemento.
Ito ay isang macromolecule na binubuo ng polynucleotide chain. Ang mga nitrogenous na base sa loob nito ay konektado sa pamamagitan ng mga bono ng hydrogen. Tulad ng sa DNA, ang RNA ay may 4 na nitrogenous base: adenine,cytosine, guanine, at uracil. Sa mga compound na ito, palaging nauugnay ang adenine sa uracil, at guanine, gaya ng dati, sa cytosine.
Bakit may prefix na ribo- ang nucleotide? Sa madaling salita, ang lahat ng linear polymers na mayroong ribose sa halip na isang pentose sa base ng nucleotide ay tinatawag na ribonucleic. At ang paglilipat ng RNA ay isa sa 3 uri ng gayong ribonucleic polymer.
Istruktura ng tRNA: biochemistry
Tingnan natin ang pinakamalalim na layer ng molecular structure. Ang mga nucleotide na ito ay may 3 bahagi:
- Sucrose, ribose ay kasama sa lahat ng uri ng RNA.
- Phosphoric acid.
- Nitrogenous base. Ito ay mga purine at pyrimidine.
Ang mga nitrogenous na base ay magkakaugnay sa pamamagitan ng malalakas na ugnayan. Nakaugalian na hatiin ang mga base sa purine at pyrimidine.
Purines ay adenine at guanine. Ang adenine ay tumutugma sa isang adenyl nucleotide ng 2 magkakaugnay na singsing. At ang guanine ay tumutugma sa parehong "single-ring" na guanine nucleotide.
Ang Pyramidines ay cytosine at uracil. Ang mga pyrimidine ay may isang solong istraktura ng singsing. Walang thymine sa RNA, dahil pinalitan ito ng isang elemento tulad ng uracil. Mahalaga itong maunawaan bago tingnan ang iba pang mga tampok na istruktura ng tRNA.
Mga Uri ng RNA
Tulad ng nakikita mo, ang istraktura ng TRNA ay hindi mailarawan nang maikli. Kailangan mong bungkalin ang biochemistry upang maunawaan ang layunin ng molekula at ang tunay na istraktura nito. Ano ang iba pang ribosomal nucleotides na kilala? Mayroon ding matrix o informational at ribosomal nucleic acids. Dinaglat bilang RNA at RNA. Lahat 3ang mga molekula ay malapit na nagtutulungan sa isa't isa sa cell upang ang katawan ay makatanggap ng wastong pagkakaayos ng mga globule ng protina.
Imposibleng isipin ang gawain ng isang polimer nang walang tulong ng 2 iba pa. Ang mga istrukturang tampok ng tRNA ay nagiging mas nauunawaan kapag tiningnan kasabay ng mga pag-andar na direktang nauugnay sa gawain ng mga ribosom.
Ang istraktura ng IRNA, tRNA, RRNA ay magkatulad sa maraming paraan. Lahat ay may ribose base. Gayunpaman, iba ang kanilang istraktura at paggana.
Pagtuklas ng mga nucleic acid
Ang Swiss Johann Miescher ay nakahanap ng mga macromolecule sa cell nucleus noong 1868, na kalaunan ay tinawag na mga nuclein. Ang pangalang "nucleins" ay nagmula sa salitang (nucleus) - ang nucleus. Bagaman ilang sandali ay natagpuan na sa mga unicellular na nilalang na walang nucleus, ang mga sangkap na ito ay naroroon din. Sa kalagitnaan ng ika-20 siglo, natanggap ang Nobel Prize para sa pagtuklas ng synthesis ng mga nucleic acid.
TRNA functions in protein synthesis
Ang pangalan mismo - ang paglilipat ng RNA ay nagsasalita ng pangunahing pag-andar ng molekula. "Dala" ng nucleic acid na ito ang mahahalagang amino acid na kinakailangan ng ribosomal RNA upang makagawa ng isang partikular na protina.
Ang tRNA molecule ay may kaunting mga function. Ang una ay ang pagkilala sa IRNA codon, ang pangalawang function ay ang paghahatid ng mga bloke ng gusali - mga amino acid para sa synthesis ng protina. Tinutukoy ng ilan pang eksperto ang pag-andar ng acceptor. Iyon ay, ang pagdaragdag ng mga amino acid ayon sa prinsipyo ng covalent. Nakakatulong ang isang enzyme gaya ng aminocil-tRNA synthatase na "ilakip" ang amino acid na ito.
Paano nauugnay ang istruktura ng tRNA sa nitomga function? Ang espesyal na ribonucleic acid na ito ay nakaayos sa isang paraan na sa isang gilid nito ay may mga nitrogenous na base, na palaging konektado sa mga pares. Ito ang mga elementong kilala natin - A, U, C, G. Eksaktong 3 "letra" o nitrogenous base ang bumubuo sa anticodon - ang reverse set ng mga elemento na nakikipag-ugnayan sa codon ayon sa prinsipyo ng complementarity.
Ang mahalagang tampok na istruktura ng tRNA ay tumitiyak na walang mga error kapag nagde-decode ng template na nucleic acid. Pagkatapos ng lahat, ito ay nakasalalay sa eksaktong pagkakasunud-sunod ng mga amino acid kung ang protina na kailangan ng katawan sa kasalukuyang panahon ay na-synthesize nang tama.
Mga tampok ng gusali
Ano ang mga tampok na istruktura ng tRNA at ang biological na papel nito? Ito ay isang napaka sinaunang istraktura. Ang laki nito ay nasa paligid ng 73 - 93 nucleotides. Ang molecular weight ng isang substance ay 25,000–30,000.
Ang istraktura ng pangalawang istraktura ng tRNA ay maaaring i-disassemble sa pamamagitan ng pag-aaral sa 5 pangunahing elemento ng molekula. Kaya, ang nucleic acid na ito ay binubuo ng mga sumusunod na elemento:
- enzyme contact loop;
- loop para sa pakikipag-ugnayan sa ribosome;
- anticodon loop;
- acceptor stem;
- ang anticodon mismo.
At maglaan din ng maliit na variable na loop sa pangalawang istraktura. Ang isang balikat sa lahat ng uri ng tRNA ay pareho - isang stem ng dalawang cytosine at isang adenosine residues. Sa lugar na ito nangyayari ang koneksyon sa 1 sa 20 magagamit na amino acids. Ang bawat amino acid ay may hiwalay na enzyme - ang sarili nitong aminoacyl-tRNA.
Lahat ng impormasyon na nag-e-encrypt sa istruktura ng lahatAng mga nucleic acid ay matatagpuan sa DNA mismo. Ang istraktura ng tRNA sa lahat ng nabubuhay na nilalang sa planeta ay halos magkapareho. Magiging parang dahon ito kapag tiningnan sa 2-D.
Gayunpaman, kung titingnan mo sa volume, ang molekula ay kahawig ng isang hugis-L na geometric na istraktura. Ito ay itinuturing na tertiary na istraktura ng tRNA. Ngunit para sa kaginhawahan ng pag-aaral ay kaugalian na biswal na "untwist". Ang istrukturang tersiyaryo ay nabuo bilang resulta ng interaksyon ng mga elemento ng pangalawang istruktura, ang mga bahaging iyon na magkatugma.
May mahalagang papel ang tRNA arms o rings. Ang isang braso, halimbawa, ay kinakailangan para sa chemical bonding sa isang partikular na enzyme.
Ang isang katangian ng isang nucleotide ay ang pagkakaroon ng isang malaking bilang ng mga nucleoside. Mayroong higit sa 60 uri ng mga menor de edad na nucleoside na ito.
Istruktura ng tRNA at coding ng mga amino acid
Alam natin na ang tRNA anticodon ay 3 molecule ang haba. Ang bawat anticodon ay tumutugma sa isang tiyak, "personal" na amino acid. Ang amino acid na ito ay konektado sa tRNA molecule gamit ang isang espesyal na enzyme. Sa sandaling magsama ang 2 amino acid, ang mga bono sa tRNA ay nasira. Ang lahat ng mga kemikal na compound at enzyme ay kailangan hanggang sa kinakailangang oras. Ito ay kung paano magkakaugnay ang istraktura at mga function ng tRNA.
Mayroong 61 na uri ng naturang mga molekula sa cell. Maaaring mayroong 64 na mathematical variation. Gayunpaman, 3 uri ng tRNA ang nawawala dahil sa katotohanang ang eksaktong bilang na ito ng mga stop codon sa IRNA ay walang mga anticodon.
Interaction ng IRNA at TRNA
Isaalang-alang natin ang pakikipag-ugnayan ng isang substance sa MRNA at RRNA, pati na rin ang mga tampok na istruktura ng TRNA. Istruktura at layuninang mga macromolecule ay magkakaugnay.
Ang istraktura ng IRNA ay kinokopya ang impormasyon mula sa isang hiwalay na seksyon ng DNA. Ang DNA mismo ay napakalaki ng koneksyon ng mga molekula, at hindi ito umaalis sa nucleus. Samakatuwid, kailangan ang isang intermediary RNA - impormasyon.
Batay sa pagkakasunud-sunod ng mga molekula na kinopya ng RNA, ang ribosome ay bumubuo ng isang protina. Ang ribosome ay isang hiwalay na polynucleotide na istraktura, ang istraktura nito ay kailangang ipaliwanag.
Ribosomal tRNA interaction
Ang Ribosomal RNA ay isang malaking organelle. Ang molecular weight nito ay 1,000,000 - 1,500,000. Halos 80% ng kabuuang halaga ng RNA ay ribosomal nucleotides.
Ito ay uri ng pagkuha ng IRNA chain at naghihintay para sa mga anticodon na magdadala ng mga molekula ng tRNA sa kanila. Ang Ribosomal RNA ay binubuo ng 2 subunits: maliit at malaki.
Ang ribosome ay tinatawag na "pabrika", dahil sa organelle na ito ang lahat ng synthesis ng mga sangkap na kailangan para sa pang-araw-araw na buhay ay nagaganap. Isa rin itong napaka sinaunang istraktura ng cell.
Paano nangyayari ang synthesis ng protina sa ribosome?
Ang istraktura ng tRNA at ang papel nito sa synthesis ng protina ay magkakaugnay. Ang anticodon na matatagpuan sa isa sa mga gilid ng ribonucleic acid ay angkop sa anyo nito para sa pangunahing pag-andar - ang paghahatid ng mga amino acid sa ribosome, kung saan nangyayari ang unti-unting pagkakahanay ng protina. Mahalaga, ang TRNA ay gumaganap bilang isang tagapamagitan. Ang gawain nito ay dalhin lamang ang kinakailangang amino acid.
Kapag nabasa ang impormasyon mula sa isang bahagi ng IRNA, ang ribosome ay gumagalaw pa sa kahabaan ng chain. Ang matrix ay kailangan lamang para sa paghahatidnaka-encode na impormasyon tungkol sa pagsasaayos at paggana ng isang protina. Susunod, ang isa pang tRNA ay lumalapit sa ribosome kasama ang mga nitrogenous base nito. Ito rin ay nagde-decode sa susunod na bahagi ng RNC.
Ang Decoding ay nangyayari tulad ng sumusunod. Ang mga nitrogenous base ay pinagsama ayon sa prinsipyo ng complementarity sa parehong paraan tulad ng sa DNA mismo. Alinsunod dito, nakikita ng TRNA kung saan ito kailangang "moor" at kung saan "hangar" ipapadala ang amino acid.
Pagkatapos sa ribosome, ang mga amino acid na pinili sa ganitong paraan ay chemically bound, hakbang-hakbang na isang bagong linear macromolecule ay nabuo, na, pagkatapos ng pagtatapos ng synthesis, twists sa isang globule (bola). Ang mga ginamit na tRNA at IRNA, nang matupad ang kanilang tungkulin, ay inalis mula sa "pabrika" ng protina.
Kapag ang unang bahagi ng codon ay kumonekta sa anticodon, tinutukoy ang reading frame. Kasunod nito, kung sa ilang kadahilanan ay nangyari ang isang paglilipat ng frame, kung gayon ang ilang palatandaan ng protina ay tatanggihan. Ang ribosome ay hindi maaaring makialam sa prosesong ito at malutas ang problema. Pagkatapos lamang makumpleto ang proseso, muling pinagsama ang 2 rRNA subunits. Sa karaniwan, para sa bawat 104 amino acids, mayroong 1 error. Para sa bawat 25 na protinang naka-assemble na, hindi bababa sa 1 replication error ang tiyak na magaganap.
TRNA bilang mga relic molecule
Dahil ang tRNA ay maaaring umiral sa panahon ng pinagmulan ng buhay sa mundo, ito ay tinatawag na relic molecule. Ito ay pinaniniwalaan na ang RNA ay ang unang istraktura na umiral bago ang DNA at pagkatapos ay umunlad. Ang RNA World Hypothesis - binuo noong 1986 ng laureate na si W alter Gilbert. Gayunpaman, upang patunayanmahirap pa rin. Ang teorya ay ipinagtatanggol ng mga malinaw na katotohanan - ang mga molekula ng tRNA ay nakakapag-imbak ng mga bloke ng impormasyon at kahit papaano ay nagpapatupad ng impormasyong ito, ibig sabihin, gumagana.
Ngunit ang mga kalaban ng teorya ay nangangatuwiran na ang isang maikling tagal ng buhay ng isang sangkap ay hindi magagarantiya na ang tRNA ay isang mahusay na carrier ng anumang biological na impormasyon. Ang mga nucleotide na ito ay mabilis na nasira. Ang buhay ng tRNA sa mga selula ng tao ay mula sa ilang minuto hanggang ilang oras. Ang ilang mga species ay maaaring tumagal ng hanggang isang araw. At kung pinag-uusapan natin ang parehong mga nucleotide sa bakterya, kung gayon ang mga termino ay mas maikli - hanggang sa ilang oras. Bilang karagdagan, ang istraktura at mga function ng tRNA ay masyadong kumplikado para sa isang molekula upang maging pangunahing elemento ng biosphere ng Earth.
