Молекула РНК
Молекула РНК не менее важная составляющая любого организма, она присутствует и в клетках прокариот, и в клетках эукариот, и у некоторых вирусов (РНК-содержащие вирусы).
Общее строение и состав молекулы мы рассмотрели в лекции «Нуклеиновые кислоты«, здесь мы рассмотрим следующие вопросы:
Молекулы РНК менее крупные, чем молекулы ДНК. Молекулярная масса тРНК — 20-30 тыс. у.е., рРНК — до 1,5 млн. у.е.
Строение РНК
Итак, структура молекулы РНК — это одноцепочечная молекула и содержит 4 вида азотистых оснований:
А, У, Ц и Г
Нуклеотиды в РНК соединены в полинуклеотидную цепь за счет взаимодействия сахара пентозы одного нуклеотида и остатка фосфорной кислоты другого.
Существует 3 вида РНК:
-
Информационная или матричная — и- (м-) РНК — доставляет информацию о структуре белка от ДНК к рибосомам — к месту синтеза белка. (Находятся в ядре и цитоплазме эукариотических клеток). Образуется в результате транскрипции на молекуле ДНК (копирует гены) и несет информацию о первичной структуре одной белковой молекулы.
Кодон — единица генетического кода, тройка нуклеотидных остатков (триплет) РНК, обычно кодирующих включение одной аминокислоты
-
Транспортная РНК — т-РНК — переносит аминокислоты к месту синтеза белка — на рибосомы. Одноцепочечные молекулы трехмерной структуры («клеверный лист»), созданные внутримолекулярными водородными связями.
Антикодон — триплет- участок в транспортной рибонуклеиновой кислоте (тРНК), который в процессе трансляции спаривается с кодоном матричной РНК (мРНК) и обеспечивает включение соответствующего аминокислотного остатка в белок
-
Рибосомная РНК — р-РНК- входит в состав рибосом — составляет 50% ее структуры. Самые крупные одноцепочечные молекулы.
Транскрипция и Трансляция
Транскрипция РНК
Транскриgция происходит в клетках прокариот — в нуклеоиде, а в клетках эукариот— в ядре.
Итак, как мы знаем, ДНК каждого организма уникальна.
Транскрипция — процесс синтеза РНК с использованием ДНК в качестве матрицы, происходящий во всех живых клетках. Другими словами, это перенос генетической информации с ДНК на РНК.
Соответственно, РНК каждого организма так же уникальна. Образующаяся м- (матричная, или информационная) РНК комплементарна одной цепи ДНК. Как и в случае ДНК, «помогает» транскрипции фермент РНК — полимераза. Так же как и в репликации ДНК, процесс начинается с инициации (=начало), потом идет пролонгация (=удлинение, продолжение) и заканчивается терминацией (=обрыв, окончание).
По окончании процесса м-РНК выходит из ядра в цитоплазму.
Трансляция
Вообще, трансляция — процесс очень сложный и похож на хорошо отработанную автоматическую хирургическую операцию. Мы рассмотрим «упрощенный вариант» — просто чтобы понимать основные процессы этого механизма, главное назначение которого — обеспечить организм белком.
- молекула м-РНК выходит из ядра в цитоплазму и соединяется с рибосомой.
- В этот момент аминокислоты цитоплазмы активизируется, но есть одно «но» — напрямую м-РНК и аминокислоты не могут взаимодействовать. Им нужен «переходник»
- Таким переходником становится т- (транспортная) РНК. Каждой аминокислоте соответствует своя т-РНК. У т-РНК есть специальная тройка нуклеотидов (антикодон), которая комплементарна определенному участку м-РНК, и она «пристраивает» аминокислоту к этому определенному участку.
- Рибосома, в свою очередь, с помощью специальных ферментов образует полипептидную связь между этими аминокислотами — рибосома движется вдоль м-РНК как бегунок вдоль застежки-змейки. Полипептидная цепь растет, пока не рибосома не дойдет до кодона (3 аминокислоты), который соответствует сигналу «СТОП». Тогда цепь обрывается, белок выходит из рибосомы.
Генетический код
Генетический код — свойственный всем живым организмам способ кодирования аминокислотной последовательности белков при помощи последовательности нуклеотидов.
Как пользоваться таблицей:
- Находите первое азотистое основание в левом столбце;
- Находите второе основание сверху;
- Определяете третье основание в правом столбце.
Пересечение всех трех- и есть нужная вам аминокислота образующегося белка.
Свойства генетического кода
- Триплетность — значащей единицей кода является сочетание трёх нуклеотидов (триплет, или кодон).
- Непрерывность — между триплетами нет знаков препинания, то есть информация считывается непрерывно.
- Неперекрываемость — один и тот же нуклеотид не может входить одновременно в состав двух или более триплетов.
- Однозначность (специфичность) — определённый кодон соответствует только одной аминокислоте .
- Вырожденность (избыточность) — одной и той же аминокислоте может соответствовать несколько кодонов.
- Универсальность — генетический код работает одинаково в организмах разного уровня сложности — от вирусов до человека
Не нужно вызубривать наизусть эти свойства. Важно именно понять, что генетический код универсален для всех живых организмов! Почему? Да потому что основан он на аминокислотах. А они, так же как и белки — основа жизни на Земле.
Получается, что самая основная функция молекулы РНК — синтез белка в организме — важнейший процесс пластического обмена (ассимиляции).
Более частные функции зависят от вида РНК — три основных (и-РНК, т-РНК и р-РНК) мы рассмотрели выше.
По сути, РНК — это «Мост» между геном (кодонами) и белком.
В ЕГЭ задачи на ДНК-РНК-белок «живут» в части С.
Так и тянется рука посчитать, да? А правильный ответ — 4). Почему не известно?
Потому что РНК, в отличие от молекулы ДНК, не двуцепочечная. А количество Аденина в одной цепочке по Гуанину не определить.
