РНК, так же как ДНК, представляет собой полимер, мономерами которого являются нуклеотиды. Азотистые основания трех нуклеотидов те же самые, что входят в состав ДНК (A, G, C), четвертое – урацил (U) – присутствует в молекуле РНК вместо тимина. Нуклеотиды РНК отличаются от нуклеотидов ДНК и по строению входящего в их состав углевода: они включают другую пентозу – рибозу (вместо дезоксирибозы). В цепочку РНК нуклеотиды соединяются путем образования связей между рибозой одного нуклеотида и остатком фосфорной кислоты другого.
РНК переносят информацию о последовательности аминокислот в белках, т.е. о структуре белков, от хромосом к месту их синтеза, и участвуют в синтезе белков. По структуре различают двухцепочечные и одноцепочечные РНК. Двухцепочечные РНК являются хранителями генетической информации у ряда вирусов, т.е. выполняют у них функции хромосом.
В отличие от ДНК, молекулы РНК присутствуют в клетке в виде множества копий и «живут» сравнительно недолго, распадаясь после выполнения своей функции. Поэтому спонтанный гидролиз цитозина не так опасен для РНК, как для ДНК. Предполагается, что первыми полинуклеотидами, появившимися в ходе биологической эволюции, были молекулы РНК, и лишь на какой-то более поздней стадии эволюционного процесса для целей долговременного хранения генетической информации появились химически более стабильные молекулы ДНК, и, следовательно, замена урацила на тимин в ДНК, возможно, была одним из эволюционных приобретений организмов, стабилизирующих их геном.
Существует несколько видов одноцепочечных РНК. Их названия обусловлены выполняемой функцией или местонахождением в клетке.
Большую часть цитоплазмы (до 80–90%) составляет рибосомальная РНК (р-РНК), содержащаяся в рибосомах. Молекулы р-РНК относительно невелики и состоят из 3–5 тыс. нуклеотидов. РНК зависит от длины участка ДНК, на котором они были синтезированы.
Молекулы матричной или информационной РНК (м-РНК) могут состоять из 300 – 30000 нуклеотидов.
Трансферные или адаптерные (часто неправильно называемые транспортными) РНК (т-РНК) включают 76—85 нуклеотидов и выполняют несколько функций (рис. 2.6). За счет спаривания комплементарных участков молекулы т-РНК образуется три "стебля" с петлями на концах и один "стебель", образованный 5'- и 3'-концами молекулы т-РНК (иногда образуется еще дополнительная пятая петля). Изображение этой структуры похоже на крест или клеверный лист. "Голова" на этом листе представлена антикодонной петлей, здесь находится антикодон – те три нуклеотида, которые комплементарно взаимодействуют с кодоном в м-РНК. Противоположный антикодонной петле стебель, образованный концами молекулы, называется акцепторным стеблем – сюда присоединяется соответствующая аминокислота.
Рис. 2.6. Структура т-РНК: А, Б, В, Г – участки комплементарного соединения, Д – участок соединения с аминокислотой, Е – антикодон
Процесс трансляции – это синтез белков. Она проводится рибосомами. Рибосома состоит из двух субчастиц: большой и малой (рис. 3.1).
Каждая субчастица состоит из нескольких десятков белков, каждый из которых уже изучен, и известно, каким образом каждый белок уложен в субчастицу. При исследовании белков используют метод электрофореза, то есть в электрическом поле в специальном геле или специальном носителе молекулы белков разъединяются в зависимости от их заряда и молекулярного веса, то есть под действием поля они начинают двигаться и могут отодвигаться друг от друга на разное расстояние. Другим методом разделения белков является хроматография, в результате этого метода на носителе получают пятнышки, каждый из которых соответствует отдельному белку.
Белки в рибосоме держатся на каркасе, состоящем из рибосомной РНК. Формирование рибосомы начинается с того, что рибосомная РНК сворачивается и на нее в определенном порядке начинают налипать белки. На рисунке 2.7 представлена рибосомная РНК. В ней самокомплементарные участки нити РНК спариваются, образуя шпильки (вторичная структура), и затем РНК сворачивается (третичная структура РНК), образуя каркас субчастиц.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.