Рибозомална РНК

Рибозомалните рибонуклеински киселини (rRNA) се неколку молекули на РНК кои ја формираат основата на рибозомот. Главната функција на rRNA е да го спроведе процесот на преведување - читање информации од mRNA со помош на молекули на tRNA адаптер и катализирање на формирањето на пептидни врски помеѓу амино киселините прикачени на tRNA. Рибозомалната РНК сочинува приближно 80% од вкупната РНК на клетката. Тој е кодиран од гени пронајдени на ДНК на неколку хромозоми лоцирани во регионот на јадрото познат како нуклеоларен организатор.

Редоследот на базите во rRNA е сличен кај сите организми, од бактерии до животни. rRNA се наоѓа во цитоплазмата, каде што се врзува за протеинските молекули, формирајќи заедно клеточни органели наречени рибозоми. Синтезата на протеините се јавува на рибозомите. Овде „кодот“ содржан во mRNA е преведен во амино киселинската секвенца на полипептидниот синџир.

Трансфер на РНК

Трансферна РНК, tRNA, е рибонуклеинска киселина чија функција е да транспортира амино киселини до местото на синтеза на протеини. tRNA, исто така, земаат директно учество во продолжувањето на полипептидниот синџир со спојување - во комплекс со амино киселина - со кодонот на mRNA и обезбедувајќи сложена конформација неопходна за формирање на нова пептидна врска.

Секоја аминокиселина има своја tRNA.

tRNA е едноверижна РНК, но во својата функционална форма има конформација на детелина. Има четири главни делови кои вршат различни функции. Акцепторното „стебло“ е формирано од два комплементарни поврзани терминални делови на tRNA. Се состои од седум базни парови. Крајот од 3" на ова стебло е малку подолг и формира едноверижен регион кој завршува со CCA секвенца со слободна OH група. Транспортираната амино киселина е прикачена на овој крај. Останатите три гранки се комплементарни спарени нуклеотидни секвенци кои завршуваат во неспарени региони кои формираат јамки Средната од овие гранки - антикодон - се состои од пет пара нуклеотиди и содржи антикодон во центарот на неговата јамка. од оваа tRNA до местото на синтеза на пептиди.

Помеѓу акцепторната и антикодонската гранка има две странични гранки. Во нивните јамки тие содржат модифицирани бази -дихидроуридин (D-јамка) и T?C тројка, каде? - псевдурен (T?C-јамка). Помеѓу гранките аитикодон и T?C постои дополнителна јамка, вклучувајќи од 3-5 до 13-21 нуклеотиди.

Амино киселината е ковалентно прикачена на 3" крајот на молекулата со користење на ензимот аминоацил-tRNA синтетаза, специфичен за секој тип на tRNA.

tRNA служи како средна молекула помеѓу тројниот кодон во mRNA и амино киселинската секвенца на полипептидниот синџир. tRNA сочинува приближно 15% од целата клеточна РНК; овие РНК имаат најкраток полинуклеотиден синџир - содржи во просек 80 нуклеотиди. Секоја поединечна клетка содржи повеќе од 20 различни tRNA молекули. Сите tRNA молекули имаат слична основна структура. На 5' крајот на tRNA молекулата секогаш има гванин, а на 3' крајот има низа CCA бази.

Нуклеотидната низа во остатокот од молекулата варира и може да содржи „невообичаени“ бази како што се инозин и псеудурацил.

Редоследот на базите во антикодонската тројка строго одговара на аминокиселината што ја носи оваа tRNA молекула.

Ориз. 3.

Секоја амино киселина е прикачена на една од нејзините специфични tRNA со учество на ензимот аминоацил-tRNA синтаза. Ова резултира со формирање на комплекс animoacid-tRNA, познат како animoacyl-tRNA, во кој енергијата на врската помеѓу терминалниот нуклеотид А во тројката CCA и аминокиселината е доволна за да овозможи последователно поврзување со соседната амино киселина. Така, се синтетизира полипептиден синџир.

Една од карактеристиките на tRNA е присуството на необични бази во неа, кои произлегуваат како резултат на хемиска модификација по вклучувањето на нормална база во полинуклеотидниот синџир. Овие изменети бази ја одредуваат големата структурна разновидност на tRNA во генералниот план на нивната структура. Од најголем интерес се модификациите на базите кои го формираат антикодонот, кои влијаат на специфичноста на неговата интеракција со кодонот. На пример, атипичната база инозин, која понекогаш се наоѓа на првата позиција на tRNA антикодонот, е способна комплементарно да се комбинира со три различни трети бази на mRNA кодонот - U, C и A. Бидејќи една од карактеристиките на генетскиот код е неговата дегенерација, многу аминокиселини се шифрирани со неколку кодони, кои обично се разликуваат во нивната трета база. Поради неспецифичното врзување на модифицираната антикодонска база, една tRNA препознава неколку синонимни кодони.

Трансфер на РНК, структура и функционален механизам.

Трансферната РНК (тРНК) игра важна улога во процесот на користење на наследни информации од клетката. Со доставување на потребните амино киселини до местото на склопување на пептидните синџири, tRNA делува како транслациски посредник.

tRNA молекулите се полинуклеотидни синџири синтетизирани од специфични секвенци на ДНК. Тие се состојат од релативно мал број на нуклеотиди -75-95. Како резултат на комплементарното поврзување на базите кои се наоѓаат во различни делови на tRNA полинуклеотидниот синџир, тој добива структура која наликува на лист од детелина (сл. 3.26).

Ориз. 3.26. Структурата на типичен молекул tRNA.

Има четири главни делови кои вршат различни функции. Акцептор„Стеблото“ е формирано од два комплементарно споени крајни делови на tRNA. Се состои од седум основни парови. Крајот од 3" на ова стебло е малку подолг и формира едноверижен регион кој завршува со CCA секвенца со слободна OH група. Транспортираната амино киселина е прикачена на овој крај. Останатите три гранки се комплементарни спарени нуклеотидни секвенци кои завршуваат во неспарени региони кои формираат јамки Средната од овие гранки - антикодон - се состои од пет пара нуклеотиди и содржи антикодон во центарот на неговата јамка. со оваа tRNA до местото на синтеза на пептид.

Помеѓу акцепторната и антикодонската гранка има две странични гранки. Во нивните јамки тие содржат модифицирани бази - дихидроуридин (D-јамка) и тројка TψC, каде \y е псеудуридин (T^C-јамка).

Помеѓу гранките аитикодон и T^C постои дополнителна јамка, вклучувајќи од 3-5 до 13-21 нуклеотиди.

Општо земено, различните типови на tRNA се карактеризираат со одредена постојаност на нуклеотидната низа, која најчесто се состои од 76 нуклеотиди. Варијацијата во нивниот број главно се должи на промените во бројот на нуклеотиди во дополнителната јамка. Комплементарните региони кои ја поддржуваат структурата на tRNA обично се конзервирани. Примарната структура на tRNA, одредена со нуклеотидната секвенца, ја формира секундарната структура на tRNA, која е обликувана како лист од детелина. За возврат, секундарната структура ја одредува тродимензионалната терциерна структура, која се карактеризира со формирање на две нормално лоцирани двојни спирали (сл. 3.27). Еден од нив е формиран од гранките акцептор и TψC, а другиот од гранките антикодон и D.

Транспортираната аминокиселина се наоѓа на крајот на еден од двојните спирали, а антикодонот се наоѓа на крајот на другиот. Овие области се наоѓаат што е можно подалеку една од друга. Стабилноста на терциерната структура на tRNA се одржува поради појавата на дополнителни водородни врски помеѓу базите на полинуклеотидниот синџир, лоцирани во различни делови од него, но просторно блиски во терциерната структура.

Различни типови на tRNA имаат слични терциерни структури, иако со некои варијации.

Ориз. 3.27. Просторна организација на tRNA:

I - секундарна структура на tRNA во форма на „детелина“, одредена од нејзината примарна структура (низа на нуклеотиди во синџирот);

II - дводимензионална проекција на терциерната структура на tRNA;

III - дијаграм на распоредот на tRNA молекулата во вселената

ПРИЛОГ (во случај некој да не го разбира ова)

Молњачки заби - нуклеотиди (Аденин-Тимин/Урацил/, Гванин-Цитазин). Сите молњи се ДНК.

За да се пренесат информации од ДНК, мора да се скршат 2 нишки. Врската помеѓу A-T и G-C е водород, затоа лесно се раскинува со ензимот Хеликаза:

За да спречите формирање на јазли (на пример извртев крпа):

За да се спречи извртување на ланецот, една нишка на ДНК на почетокот на репликацијата се сече со Топоизомераза.

Кога една нишка е слободна, втората лесно може да се ротира околу својата оска, а со тоа да се ослободи напнатоста при „одмотување“. Јазлите се појавуваат, енергијата се заштедува.

Потоа, потребен е РНК прајмер за да се започне со склопување на РНК. Протеинот што ја составува mRNA не може едноставно да го состави првиот нуклеотид, му треба парче РНК за да започне (тоа е детално напишано, ќе го напишам подоцна). Ова парче се нарекува RNA Primer. И овој протеин веќе го прикачува првиот нуклеотид на него.

Структура и функции на РНК

РНК- полимер чии мономери се рибонуклеотиди. За разлика од ДНК, РНК се формира не од два, туку од еден полинуклеотиден синџир (со исклучок што некои вируси што содржат РНК имаат двоверижна РНК). РНК нуклеотидите се способни да формираат водородни врски едни со други. РНК синџирите се многу пократки од синџирите на ДНК.

РНК мономер - нуклеотид (рибонуклеотид)- се состои од остатоци од три супстанции: 1) азотна база, 2) пет-јаглероден моносахарид (пентоза) и 3) фосфорна киселина. Азотните бази на РНК исто така припаѓаат на класите пиримидини и пурини.

Пиримидинските бази на РНК се урацил, цитозин, а пуринските бази се аденин и гванин. РНК нуклеотид моносахарид е рибоза.

Истакнете три типа на РНК: 1) информативни(гласник) РНК - мРНК (мРНК), 2) транспортРНК - tRNA, 3) рибозомскиРНК - рРНК.

Сите видови на РНК се неразгранети полинуклеотиди, имаат специфична просторна конформација и учествуваат во процесите на синтеза на протеини. Информациите за структурата на сите видови РНК се складираат во ДНК. Процесот на синтеза на РНК на шаблон на ДНК се нарекува транскрипција.

Трансфер на РНКобично содржи 76 (од 75 до 95) нуклеотиди; молекуларна тежина - 25.000–30.000. tRNA опфаќа околу 10% од вкупната содржина на РНК во клетката. Функции на tRNA: 1) транспорт на амино киселини до местото на синтеза на протеини, до рибозоми, 2) транслациски посредник. Постојат околу 40 видови на tRNA пронајдени во клетката, секој од нив има единствена нуклеотидна секвенца. Сепак, сите tRNA имаат неколку интрамолекуларни комплементарни региони, поради што tRNAs добиваат конформација слична на лист од детелина. Секоја tRNA има јамка за контакт со рибозомот (1), антикодонска јамка (2), јамка за контакт со ензимот (3), акцепторско стебло (4) и антикодон (5). Амино киселината се додава на 3" крајот на стеблото на акцепторот. Антикодон- три нуклеотиди кои го „идентификуваат“ кодонот на mRNA. Треба да се нагласи дека специфична tRNA може да транспортира строго дефинирана амино киселина која одговара на нејзиниот антикодон. Специфичноста на врската помеѓу амино киселината и tRNA се постигнува поради својствата на ензимот аминоацил-tRNA синтетаза.

Рибозомална РНКсодржи 3000-5000 нуклеотиди; молекуларна тежина - 1.000.000–1.500.000. rRNA сочинува 80–85% од вкупната содржина на РНК во клетката. Во комплекс со рибозомалните протеини, rRNA формира рибозоми - органели кои вршат синтеза на протеини. Во еукариотските клетки, синтезата на rRNA се јавува во јадрата. Функции на rRNA: 1) неопходна структурна компонента на рибозомите и, на тој начин, обезбедување на функционирање на рибозомите; 2) обезбедување на интеракцијата на рибозомот и tRNA; 3) иницијално врзување на рибозомот и иницијаторниот кодон на mRNA и определување на рамката за читање, 4) формирање на активниот центар на рибозомот.

Цитоплазмата на клетките содржи три главни функционални типови на РНК:

• гласник РНК (мРНК), кои дејствуваат како шаблони за синтеза на протеини;
• рибозомални РНК (рРНК), кои дејствуваат како структурни компоненти на рибозомите;
• трансфер на РНК (тРНК) вклучени во транслацијата (преведувањето) на информациите на мРНК во аминокиселинската секвенца на протеинската молекула.

Нуклеарната РНК се наоѓа во клеточното јадро, што претставува 4 до 10% од вкупната клеточна РНК. Најголемиот дел од нуклеарната РНК е претставена со прекурсори со висока молекуларна тежина на рибозомална и трансферна РНК. Прекурсори на rRNA со висока молекуларна тежина (28 S, 18 S и 5 S RNA) главно се локализирани во јадрото.

РНК е основен генетски материјалкај некои животински и растителни вируси (геномска РНК). Повеќето РНК вируси се карактеризираат со обратна транскрипција на нивниот РНК геном, насочена од реверзна транскриптаза.

Сите рибонуклеински киселини се рибонуклеотидни полимери,поврзани, како во молекула на ДНК, со 3",5"-фосфородиестерски врски. За разлика од ДНК, која има двоверижна структура, РНК е линеарни полимерни молекули со еден синџир.

Структура на mRNA. mRNA е најхетерогена класа на РНК во однос на големината и стабилноста. Содржината на mRNA во клетките е 2-6% од вкупната количина на РНК. mRNA се состојат од делови наречени цистрони кои ја одредуваат низата на амино киселини во протеините што ги кодираат.

Структура на tRNA . Трансферните РНК делуваат како посредници (адаптери) за време на транслацијата на mRNA. Тие сочинуваат приближно 15% од вкупната клеточна РНК. Секоја од 20-те протеиногени амино киселини има своја tRNA. За некои аминокиселини кодирани од два или повеќе кодони, постојат неколку tRNA. tRNA се релативно мали едноверижни молекули кои се состојат од 70-93 нуклеотиди. Нивната молекуларна тежина е (2.4-3.1).104 kDa.

Секундарна структура на tRNAсе формира поради формирање на максимален број на водородни врски помеѓу интрамолекуларни комплементарни парови на азотни бази. Како резултат на формирањето на овие врски, tRNA полинуклеотидниот синџир се превртува за да формира спирални гранки што завршуваат во јамки од неспарени нуклеотиди. Просторното претставување на секундарните структури на сите tRNA има форма лист од детелина.

Во „листот на детелина“ има четири потребни гранки, содржат и подолги tRNA кратка петта (дополнителна) гранка. Адаптерската функција на tRNA е обезбедена од акцепторна гранка, на чиј крај од 3" е прикачен остаток од амино киселина со естерска врска и антикодонска гранка што се спротивставува на акцепторната гранка, на чиј врв има јамка која содржи антикодон.

Т-гранката, носејќи псевдуридин јамка (TYC-јамка), обезбедува интеракција на tRNA со рибозоми.

Д-гранката, носејќи дехидроридин јамка, обезбедува интеракција на tRNA со соодветната аминоацил-tRNA синтетаза.

Секундарна структура на tRNA

Функциите на петтата дополнителна гранка досега се малку проучени; најверојатно, ја изедначува должината на различни молекули на tRNA.

Терциерна структура на tRNAмногу компактен и се формира со здружување на поединечни гранки на лист од детелина поради дополнителните водородни врски за да се формира структура во облик на L „свиткување на лактот“. Во овој случај, раката на прифаќачот што ја врзува аминокиселината се наоѓа на едниот крај на молекулот, а антикодон од друга страна.

Терциерна структура на tRNA (според A.S. Spirin)

Структура на rRNA и рибозоми . Рибозомските РНК го формираат скелето на кое специфичните протеини се врзуваат за да формираат рибозоми. Рибозоми- Овие се нуклеопротеински органели кои обезбедуваат синтеза на протеини на mRNA. Бројот на рибозоми во ќелија е многу голем: од 104 во прокариоти до 106 во еукариоти. Рибозомите се локализирани главно во цитоплазмата, во еукариотите, покрај тоа, во јадрото, во митохондријалната матрица и стромата на хлоропластите. Рибозомите се состојат од две субјекти: големи и мали. Врз основа на големината и молекуларната тежина, сите проучувани рибозоми се поделени во 3 групи - 70S рибозоми на прокариоти (S-седиментација коефициент), составени од мали 30S и големи 50S потчестички; 80 -тите рибозоми на еукариоти, кои се состојат од 40 -тина и 60 -тина големи субјекти.

Мала потчестичкаРибозомот од 80 -тите години е формиран од еден rRNA молекул (18S) и 33 молекули на разни протеини. Голема потчестичкаформирана од три молекули на rRNA (5S, 5.8S и 28S) и приближно 50 протеини.

Секундарна структура на rRNAсе формира поради кратки двоверижни делови на молекулата - шноли (околу 2/3 од rRNA), 1/3 е претставена едножилни делови, богат со пурински нуклеотиди.

Молекулата на РНК е исто така полимер чии мономери се рибонуклеотиди; РНК е едноверижна молекула. Таа е изградена на ист начин како една од нишките на ДНК. Нуклеотидите на РНК се слични на нуклеотидите на ДНК, иако не се идентични со нив. Ги има и четири, а се состојат од азотни базни остатоци, пентоза и фосфорна киселина. Трите азотни бази се сосема исти како во ДНК: А, ГИ В. Меѓутоа, наместо тоа ТДНК во РНК содржи пиримидинска база со слична структура - урацил ( У). Главната разлика помеѓу ДНК и РНК е природата на јаглехидратите: во ДНК нуклеотидите моносахаридот е деоксирибоза, а во РНК е рибоза. Врската помеѓу нуклеотидите се врши, како во ДНК, преку шеќер и остаток на фосфорна киселина. За разлика од ДНК, чија содржина е константна во клетките на одредени организми, содржината на РНК во нив флуктуира. Забележливо е повисоко таму каде што се јавува интензивна синтеза.

Во однос на функциите што ги извршуваат, се разликуваат неколку видови на РНК.

Трансфер на РНК (tRNA). tRNA молекулите се најкратки: тие се состојат од само 80-100 нуклеотиди. Молекуларната тежина на таквите честички е 25-30 илјади.Трансферните РНК главно се содржани во цитоплазмата на клетката. Нивната функција е да ги пренесат амино киселините во рибозомите, до местото на синтеза на протеини. Од вкупната содржина на РНК во клетките, tRNA учествува со околу 10%.

Рибозомална РНК (rRNA). Ова се големи молекули: тие содржат 3-5 илјади нуклеотиди, соодветно, нивната молекуларна тежина достигнува 1-1,5 милиони Рибозомални РНК сочинуваат значителен дел од рибозомот. Од вкупната содржина на РНК во клетката, rRNA сочинува околу 90%.

Гласник РНК (mRNA), или гласник РНК (mRNA) се наоѓа во јадрото и цитоплазмата. Неговата функција е да пренесува информации за структурата на протеинот од ДНК до местото на синтеза на протеини во рибозомите. mRNA сочинува приближно 0,5-1% од вкупната содржина на РНК во клетката. Големината на mRNA варира во голема мера - од 100 до 10.000 нуклеотиди.

Сите видови на РНК се синтетизираат на ДНК, која служи како еден вид шаблон.

ДНК е носител на наследни информации.

Секој протеин е претставен со еден или повеќе полипептидни синџири. Се нарекува дел од ДНК што носи информации за еден полипептиден синџир геном. Тоталитетот на молекулите на ДНК во клетка делува како носител на генетски информации. Генетските информации се пренесуваат и од мајчините клетки до клетките на ќерката и од родители на деца. Генот е генетска единица, или наследни информации.

ДНК е носител на генетски информации во клетка - не учествува директно во синтезата на протеини. Во еукариотските клетки, молекулите на ДНК се содржани во хромозомите на јадрото и се одделени со нуклеарната обвивка од цитоплазмата, каде што се јавува синтеза на протеини. Гласник кој носи информации се испраќа од јадрото до рибозомите, местото на склопување на протеините, и е во состојба да помине низ порите на нуклеарната мембрана. Овој гласник е гласник РНК (mRNA). Според принципот на комплементарност, тој се синтетизира на ДНК со учество на ензим наречен РНК полимераза.

Месинџер РНК е едноверижна молекула, а транскрипцијата се јавува од една нишка на двоверижна молекула на ДНК. Тоа не е копија на целата молекула на ДНК, туку само дел од неа - еден ген кај еукариотите или група соседни гени кои носат информации за структурата на протеините неопходни за извршување на една функција кај прокариотите. Оваа група на гени се нарекува оперон. На почетокот на секој оперон има еден вид рампа за слетување за РНК полимераза наречена промотор.ова е специфична низа на ДНК нуклеотиди кои ензимот ги „препознава“ поради хемискиот афинитет. Само со прикачување на промоторот РНК полимеразата може да започне со синтеза на РНК. Откако стигна до крајот на оперонот, ензимот наидува на сигнал (во форма на одредена нуклеотидна низа) што укажува на крајот на читањето. Завршената mRNA ја напушта ДНК и оди на местото на синтеза на протеини.

Постојат четири фази во процесот на транскрипција: 1) РНК врзување-полимераза со промотор; 2) иницијација– почеток на синтеза. Се состои во формирање на првата фосфодиестерска врска помеѓу ATP или GTP и вториот нуклеотид од синтетизираната молекула на РНК; 3) издолжување– раст на синџирот на РНК; тие. секвенцијално додавање на нуклеотиди едни на други по редоследот по кој нивните комплементарни нуклеотиди се појавуваат во транскрибираната ДНК низа. Стапката на издолжување е 50 нуклеотиди во секунда; 4) раскинување- Завршување на синтезата на РНК.

Поминувајќи низ порите на нуклеарната мембрана, mRNA се испраќа до рибозомите, каде што се дешифрираат генетските информации - преведени од „јазикот“ на нуклеотидите на „јазикот“ на амино киселините. Синтезата на полипептидни синџири со помош на mRNA матрица, која се јавува во рибозомите, се нарекува. емитување(Латински превод - превод).

Амино киселините, од кои се синтетизираат протеините, се доставуваат до рибозомите со помош на специјални РНК наречени трансферни РНК (тРНК). Има толку различни tRNA во една клетка колку што има и кодони кои кодираат за амино киселини. На врвот на „листот“ на секоја tRNA има низа од три нуклеотиди кои се комплементарни со нуклеотидите на кодонот во mRNA. Ја викаат антикодон.Специјален ензим, кодаза, ја препознава tRNA и прикачува аминокиселина на „листовиот ливче“ - само онаа кодирана од тројката комплементарна на антикодонот. Формирањето на ковалентна врска помеѓу tRNA и нејзината „сопствена“ аминокиселина бара енергија од една молекула на АТП.

За да може аминокиселината да биде вклучена во полипептидниот синџир, таа мора да се отцепи од tRNA. Ова станува возможно кога tRNA ќе влезе во рибозомот и антикодонот го препознава својот кодон во mRNA. Рибозомот има две места за врзување на две tRNA молекули. Во една од овие области, наречена акцептор, tRNA пристигнува со амино киселина и се прикачува на нејзиниот кодон (I). Дали оваа аминокиселина се прикачува за себе (го прифаќа) растечкиот протеински синџир (II)? Помеѓу нив се формира пептидна врска. tRNA, која сега е прикачена заедно со кодонот на mRNA во донатордел од рибозомот. Нова tRNA доаѓа во испразнетиот акцептор, врзан за амино киселина, која е шифрирана од следниот кодон (III). Откачениот полипептиден синџир повторно се пренесува овде од донорската локација и се продолжува за уште една врска. Амино киселините во растечкиот синџир се поврзани во низата во која кодоните што ги кодираат се наоѓаат во mRNA.

Кога една од трите тројки ќе се појави на рибозомот ( UAA, UAG, UGA), кои се „интерпункциски знаци“ помеѓу гените, ниту една tRNA не може да заземе место во акцепторното место. Факт е дека не постојат антикодони комплементарни на нуклеотидните секвенци на „интерпункциски знаци“. Откаченото влакно нема за што да се закачи на местото на приемот и го напушта рибозомот. Синтезата на протеините е завршена.

Кај прокариотите, синтезата на протеини започнува со кодонот АВГ, кој се наоѓа на прво место во копијата на секој ген, зазема таква позиција во рибозомот што антикодонот на специјалната tRNA поврзана со него комуницира со формалментионин. Оваа модифицирана форма на аминокиселината метионин веднаш влегува во местото на донорот и делува како голема буква во фразата - синтезата на кој било полипептиден синџир започнува со него во бактериската клетка. Кога тројка АВГне е на прво место, туку во копија на генот; тој ја кодира аминокиселината метионин. По завршувањето на синтезата на полипептидниот синџир, формалметионин се отцепува од него и отсуствува од готовиот протеин.

За да се зголеми производството на протеини, mRNA често поминува не низ еден туку неколку рибозоми во исто време. Оваа структура, обединета со една mRNA молекула, се нарекува полисом. Секој рибозом во оваа подвижна лента слична на монистра ги синтетизира истите протеини.

Амино киселините постојано се доставуваат до рибозомите користејќи tRNA. Откако ја донирала амино киселината, tRNA го напушта рибозомот и се спојува со помош на кодаза. Високата кохерентност на сите „услуги на растението“ за производство на протеини овозможува синтетизирање на полипептидни синџири што се состојат од стотици амино киселини во рок од неколку секунди.

Својства на генетскиот код. Благодарение на процесот на транскрипција во клетката, информациите се пренесуваат од ДНК на протеин

ДНК → mRNA → протеин

Генетските информации содржани во ДНК и mRNA се содржани во низата нуклеотиди во молекулите.

Како се пренесуваат информациите од „јазикот“ на нуклеотидите на „јазикот“ на аминокиселините? Овој превод се врши со користење на генетскиот код. Код или шифра, е систем на симболи за преведување на една форма на информации во друга. Генетски коде систем за запишување информации за низата на амино киселини во протеините користејќи ја низата нуклеотиди во mRNA.

Какви својства има генетскиот код?

Шифрата е тројна. РНК содржи четири нуклеотиди: А, Г, Ц, У.Ако се обидеме да назначиме една амино киселина со еден нуклеотид, тогаш 16 од 20 амино киселини ќе останат некодирани. Код со две букви би шифрирал 16 аминокиселини. Природата создаде шифра со три букви или тројка. Тоа значи дека Секоја од 20-те аминокиселини е кодирана со низа од три нуклеотиди наречени тројка или кодон.

Кодот е дегенериран.Тоа значи дека Секоја аминокиселина е кодирана со повеќе од еден кодон.Исклучоци: метеонин и триптофан, од кои секоја е кодирана со една тројка.

Кодот е јасен. Секој кодон шифрира само една аминокиселина.

Помеѓу гените има „интерпункциски знаци“.Во печатениот текст има точка на крајот од секоја фраза. Неколку поврзани фрази сочинуваат параграф. Во јазикот на генетските информации, таков параграф е оперон и неговата комплементарна mRNA. Секој ген во прокариотски оперон или посебен еукариотски ген кодира еден полипептиден синџир - фраза. Бидејќи во некои случаи неколку различни полипептидни синџири се секвенцијално создадени од шаблонот на mRNA, тие мора да се одвојат еден од друг. За таа цел, постојат три посебни тројки во генетската година - UAA, UAG, UGA, од кои секоја укажува на прекин на синтезата на еден полипептиден синџир. Така, овие тројки функционираат како интерпункциски знаци. Тие се наоѓаат на крајот на секој ген.

Нема „интерпункциски знаци“ во генот.

Кодот е универзален.Генетскиот код е ист за сите суштества кои живеат на Земјата. Кај бактериите и габите, пченицата и памукот, рибите и црвите, жабите и луѓето, истите тројки кодираат исти амино киселини.

Принципи на репликација на ДНК. Континуитетот на генетскиот материјал во генерации клетки и организми е обезбеден со процесот репликација - удвојување на молекулите на ДНК.Овој комплексен процес го спроведува комплекс од неколку ензими и протеини кои немаат каталитичка активност, кои се неопходни за да им се даде на полинуклеотидните синџири посакуваната конформација. Како резултат на репликацијата, се формираат два идентични ДНК двојни спирали. Овие таканаречени молекули ќерка не се разликуваат една од друга или од оригиналната матична молекула на ДНК. Репликацијата се јавува во клетката пред поделбата, така што секоја клетка ќерка ги добива токму истите ДНК молекули што ги имала матичната клетка. Процесот на репликација се заснова на голем број принципи:

Само во овој случај ДНК полимеразите можат да се движат по мајчините нишки и да ги користат како шаблони за синтеза без грешки на ќерките нишки. Но, целосното одмотување на спирали кои се состојат од многу милиони нуклеотидни парови е поврзано со толку значителен број ротации и такви енергетски трошоци што се невозможни во клеточни услови. Затоа, репликацијата кај еукариотите започнува истовремено во некои места на молекулата на ДНК. Областа помеѓу двете точки во кои започнува синтезата на синџирите ќерки се нарекува реплика. Тој е единица за репликација.

Секоја молекула на ДНК на еукариотска клетка содржи многу репликони. Во секој репликон можете да видите вилушка за репликација - тој дел од молекулата на ДНК што веќе се расплетка под влијание на специјални ензими. Секое праменче во вилушката служи како шаблон за синтеза на дополнителна ќерка. За време на репликацијата, вилушката се движи по мајчината молекула и се одмотуваат нови делови од ДНК. Бидејќи ДНК полимеразите можат да се движат само во една насока по должината на жиците на шаблонот, а нишките се ориентирани антипаралелно, во секоја вилушка истовремено се синтетизираат два различни ензимски комплекси. Покрај тоа, во секоја вилушка, една ќерка (водечка) синџир расте континуирано, додека другата (заостаната) синтеза се синтетизира во посебни фрагменти долги неколку нуклеотиди. Таквите ензими, именувани по јапонскиот научник кој ги открил фрагменти од Оказаки, се вкрстено поврзани со ДНК лигаза за да формираат континуиран синџир. Механизмот на формирање на ќерки ДНК нишки од фрагменти се нарекува дисконтинуиран.

Потребата за прајминг на ДНК полимеразата не е во состојба да ја иницира синтезата на водечката нишка, ниту синтезата на фрагментите на Оказаки од заостанатата нишка. Може да ја прошири постоечката полинуклеотидна нишка само со последователно додавање деоксирибонуклеотиди на нејзиниот 3'-OH крај. Од каде потекнува почетната 5'-крајна област на растечкиот синџир на ДНК? Се синтетизира на шаблон ДНК од специјална РНК полимераза наречена примаза(Англиски прајмер - семе). Големината на рибонуклеотидниот прајмер е мала (помалку од 20 нуклеотиди) во споредба со големината на синџирот на ДНК формиран од ДНК поимераза. Откако ја завршив Функција РНК прајмерот се отстранува со посебен ензим, а јазот формиран за време на овој процес е затворен со ДНК полимераза, која го користи крајот на 3'-OH на соседниот фрагмент Оказаки како прајмер.

Проблемот на недоволно репликација на краевите на линеарните молекули на ДНК. Отстранување на екстремни РНК прајмери, комплементарни на 3' краеви на двете нишки на линеарната матична молекула на ДНК, води до фактот дека нишките ќерки се пократки од 10-20 нуклеотиди. Ова е проблемот на недоволна репликација на краевите на линеарните молекули.

Проблемот со недоволно репликација на 3' краевите на линеарните молекули на ДНК го решаваат еукариотските клетки со помош на специјален ензим - теломераза.

Теломеразата е ДНК полимераза која ги комплетира 3'-терминалните ДНК молекули на хромозомите со кратки секвенци кои се повторуваат. Тие, лоцирани еден зад друг, формираат редовна терминална структура долга до 10 илјади нуклеотиди. Покрај протеинскиот дел, теломеразата содржи РНК, која делува како шаблон за продолжување на повторувањата на ДНК.

Шема на издолжување на краевите на молекулите на ДНК. Прво, настанува комплементарно врзување на испакнатиот крај на ДНК за шаблонот на теломеразната РНК, потоа теломеразата ја проширува ДНК користејќи го нејзиниот 3'-OH крај како прајмер, а РНК вклучена во ензимот како шаблон. Оваа фаза се нарекува издолжување. По ова се случува транслокација, т.е. движење на ДНК продолжено за едно повторување во однос на ензимот. Потоа следи издолжување и уште една транслокација.

Како резултат на тоа, се формираат специјализирани терминални структури на хромозомите. Тие се состојат од постојано повторувани кратки ДНК секвенци и специфични протеини.