Содержание
- Что такое РНК?
- РНК Четыре азотистых основания
- Синтез мРНК и тРНК
- Функция мРНК
- Функция тРНК
- Перевод происходит в рибосомах
Рибонуклеиновая кислота (РНК) - это химическое соединение, которое существует в клетках и вирусах. В клетках его можно разделить на три категории: рибосомальный (рРНК), мессенджер (мРНК) и трансфер (тРНК).В то время как все три типа РНК могут быть найдены в рибосомах, белковых фабриках клеток, эта статья фокусируется на последних двух, которые находятся не только в рибосомах, но свободно существуют в ядре клетки (в клетках, которые имеют ядра) и в цитоплазма, основной клеточный компартмент между ядром и клеточной мембраной. Однако три типа РНК работают согласованно.
Что такое РНК?
мРНК и тРНК существуют в цепочках, состоящих из строительных блоков, называемых нуклеотидами РНК. Каждый из этих строительных нуклеотидов состоит из сахара, называемого рибозой, высокоэнергетической химической группы, называемой фосфатом, и одного из четырех возможных «азотистых оснований» - кольцевых или двухкольцевых структур, фон которых построен не только из атомов углерода, но от многих атомов азота (см. рисунок). Нуклеотиды соединяются друг с другом посредством фосфатной и сахарной групп, которые образуют «основу», к которой присоединены азотистые основания, по одному на каждый рибозный сахар.
РНК Четыре азотистых основания
В большинстве случаев четыре основания находятся в РНК. Два из них, аденин (A) и гуанин (G), содержат два химических кольца и называются пуринами. Два других, каждый из которых содержит одно химическое кольцо, представляют собой цитозин (C) и урацил (U), и они называются пиримидинами.
Синтез мРНК и тРНК
мРНК и тРНК синтезируются с помощью процессов, называемых «спаривание оснований» и «транскрипция», в которых цепочка РНК располагается вместе с цепью дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). У бактерий и архей, двух из трех основных разделов жизни на Земле, синтез РНК происходит вдоль одной хромосомы (и организованной структуры, состоящей из цепи ДНК и различных белков). В другом разделе жизни, эукарья, синтез РНК происходит внутри ядра, где ДНК упакована в одну из нескольких хромосом. Как мРНК, так и тРНК содержат информацию в виде специфических последовательностей четырех возможных оснований в каждом из их нуклеотидов. Эти последовательности, в свою очередь, синтезируются на основе последовательности нуклеотидов в ДНК, в частности участка ДНК (называемого геном), который был использован для синтеза цепи РНК во время процесса спаривания оснований.
Функция мРНК
Каждая молекула или цепь мРНК содержит инструкции о том, как соединить несколько «аминокислот» в пептидную цепь, которая становится белком. Так же, как нуклеотиды являются строительными блоками для РНК, аминокислоты являются строительными блоками для белков. Эволюция произвела «генетический код», в котором каждая из 20 аминокислот кодируется серией из трех азотистых оснований в нуклеотидах РНК. Таким образом, каждый триплет нуклеотидов РНК соответствует одной аминокислоте, а последовательность нуклеотидов диктует последовательность аминокислот, которые будут связаны в пептидную цепь, из которой состоит белок. Хотя в некоторых случаях аминокислота может быть представлена множественными нуклеотидными триплетами, называемыми кодонами, каждый кодон в РНК представляет только одну аминокислоту. По этой причине генетический код называется «вырожденным».
Функция тРНК
В то время как мРНК содержит «» о том, как упорядочить аминокислоты в цепь, тРНК является фактическим транслятором. Перевод языка РНК на язык белка возможен, потому что существует много форм тРНК, каждая из которых представляет аминокислоту (строительный блок белка) и способна связываться с кодоном РНК. Так, например, молекула тРНК для аминокислоты аланин имеет участок или сайт связывания для аланина и другой сайт связывания для трех нуклеотидов РНК, кодон, для аланина.
Перевод происходит в рибосомах
Процесс трансляции последовательностей РНК-кодонов в аминокислотные последовательности и, следовательно, в специфические белки фактически называется «трансляцией». Это происходит в рибосомах, которые сделаны из рРНК и различных белков. Во время трансляции нить мРНК проходит через рибосому, как старомодная кассета, проходящая через ридер. По мере продвижения мРНК молекулы тРНК, несущие соответствующую аминокислоту, связываются с кодоном РНК, с которым они сопоставляются, и последовательность аминокислот соединяется.