Kako se struktura tRNA odnosi na njegove funkcije?

Interakcija i struktura IRNA, tRNA, RRNA - tri glavne nukleinske kiseline, smatra takvu znanost kao citologiju. To će vam pomoći otkriti koja je uloga transportne ribonukleinske kiseline (tRNA) u stanicama. Ova vrlo mala, ali istodobno nevjerojatno važna molekula sudjeluje u procesu kombiniranja proteina koji čine tijelo.

Koja je struktura tRNA? Vrlo je zanimljivo ispitati "iznutra" ovu tvar, učiti njegovu biokemijsku i biološku ulogu. A također, kako je struktura tRNA i njegova uloga u sintezi proteina međusobno povezani?

Što je tRNA, kako je to uređeno?

Transportna ribonukleinska kiselina uključena je u izgradnju novih proteina. Gotovo 10% svih ribonukleinske kiseline su transport. Da bismo razumjeli koji su kemijski elementi formirani iz molekule, opisat ćemo strukturu sekundarne strukture tRNA. Sekundarna struktura razmatra sve osnovne kemijske veze između elemenata.

Ovo je makromolekula koja se sastoji od polinukleotidnog lanca. Dušikove baze u njemu povezane su vodikovim vezama. Kao u DNK, RNA ima 4 dušične baze: adenin, citozin, gvanin i uracil. U tim spojevima, adenin je uvijek povezan s uracilom, a gvanin, kao i obično, s citozinom.

Zašto nukleotid ima prefiks riba? Jednostavno svi linearni polimeri koji imaju ribozu umjesto pentosa u bazi nukleotida nazivaju se ribonukleinski polimeri. Transportna RNA je jedna od 3 vrste samo takvog ribonukleinskog polimera.

Struktura tRNA: biokemija

Pogledajmo najdublje slojeve strukture molekule. Ovi nukleotidi imaju 3 komponente:

1. Saharoza, riboza je uključena u sve vrste RNA.
2. Fosforna kiselina.
3. Baze dušika. To su purini i pirimidini.

Dušične baze povezane su čvrstim vezama. Prihvaćeno je podijeliti baze u purin i pirimidin.

Purini su adenin i gvanin. Adenin odgovara adenil nukleotidu iz dva međusobno povezana prstena. I guanin - odgovara istom "single-ring" guaninskom nukleotidu.

Piramidini su citozin i uracil. Pirimidini imaju jednu strukturu prstena. U RNS-u nema timin, jer ga zamjenjuje element poput uracila. To je važno razumjeti prije nego što pazimo na druge značajke strukture tRNA.

Vrste RNA

Kao što vidite, struktura tRNA ne može se kratko opisati. Morate ići dublje u biokemiju kako biste shvatili svrhu molekule i njegovu pravu strukturu. Koji su drugi ribosomi nukleotidi poznati? Postoje također i matrice ili informacije i ribosomalne nukleinske kiseline. Skraćen MRI i RRNA. Sve 3 molekule tijesno surađuju u stanici, tako da tijelo dobiva ispravno strukturirane proteinske globule.

Nemoguće je zamisliti rad jednog polimera bez pomoći dvojice drugih. Osobitosti strukture tRNA postaju jasnije kada se razmatraju u vezi s funkcijama koje su izravno povezane s radom ribosoma.

Struktura SRNA, tRNA i rRNA slična je u mnogim aspektima. Svatko ima ribose u bazi. Međutim, njihova struktura i funkcije su različite.

Otkrivanje nukleinskih kiselina

Švicarski Johann Micher pronađen je u jezgri ćelije 1868. godine makromolekulama, nazvanim nukleinske kiseline nakon toga. Naziv "nukleinske kiseline" dolazi od riječi (jezgre) - jezgre. Iako je kasnije otkriveno da u jednostaničnim bićima koja nemaju jezgru, takve tvari također su prisutne. Sredinom 20. stoljeća dobiva se Nobelova nagrada za otkriće sinteze nukleinskih kiselina.

Funkcije tRNA u sintezi proteina

Sam naziv - transport RNA govori o glavnoj funkciji molekule. Ova nukleinska kiselina "donosi" sa sobom potrebnu aminokiselinu koju zahtijeva ribosomna RNA kako bi se stvorio specifičan protein.

Postoji nekoliko funkcija tRNA molekule. Prvo je prepoznavanje kodona IRNK, druga funkcija je isporuka zgrade "cigle" - aminokiseline za sintezu proteina. Ipak neki stručnjaci dodjeljuju akceptorsku funkciju. To jest, pristupanje kovalentnim načelom aminokiselina. Ona pomaže "vezati" ovu amino kiselinu na enzim kao što je aminocil-tRNA-sintataza.

Kako se struktura tRNA odnosi na njegove funkcije? Ovaj ribonukleinske kiseline je dizajniran tako da se s jedne strane su dušik, baze koje se uvijek povezani u parovima. To je poznati elementi - A, U, C, G, Točno 3 „slova” ili dušik baze tvore anticodon - obrnuti skup elemenata koji su u interakciji s kodona na principu komplementarnosti.

Ova važna značajka strukture tRNA osigurava da u dekodiranju matrične nukleinske kiseline neće biti pogrešaka. Uostalom, točan slijed aminokiselina ovisi o tome je li protein koji je potreban tijelu trenutno ispravno sintetiziran.

Značajke strukture

Koje su osobitosti strukture tRNA i njegove biološke uloge? Ovo je vrlo drevna struktura. Njegova veličina je negdje između 73 i 93 nukleotida. Molekularna težina tvari je 25 000-30 000.

Struktura sekundarne strukture tRNA može se rastaviti proučavanjem pet osnovnih elemenata molekule. Dakle, ova nukleinska kiselina se sastoji od takvih elemenata:

• petlja za dodir s enzimom;
• petlja za dodir s ribosomom;
• antikodonska petlja;
• akceptorska stabljika;
• sam antikodon.

I mala varijabilna petlja je također izolirana u sekundarnoj strukturi. Jedno od ramena u svim vrstama TRNK je isto - stabljika dva ostatka citozina i jednog - adenozina. Na ovom mjestu postoji veza s 1 od 20 raspoloživih aminokiselina. Za svaku aminokiselinu je zaseban enzim - njena aminoacil-tRNA.

Sve informacije koje šifriraju strukturu svih nukleinskih kiselina nalaze se u samoj DNA. Struktura tRNA za sve žive stvari na planeti gotovo je identična. To će izgledati kao list, ako pogledate u formatu 2-D.

Međutim, ako promatramo volumen, molekula sliči geometrijskoj strukturi L-oblika. Ovo se smatra tercijarnom strukturom tRNA. Ali zbog praktičnosti studiranja prihvaćeno je vizualno "untwist". Tercijarna struktura je formirana zbog interakcije elemenata sekundarne strukture, onih dijelova koji su interkompleks.

Ramena TRNK ili prstenova igraju važnu ulogu. Na primjer, jedno rame je potrebno za kemijsko vezanje s određenim enzimom.

Karakteristična značajka nukleotida je prisutnost velikog broja nukleozida. Ovi manji nukleozidi su više od 60 vrsta.

Struktura tRNA i kodiranje aminokiselina

Znamo da antikodon tRNA je 3 molekule. Svaki antikodon odgovara specifičnoj "osobnoj" aminokiselini. Ova aminokiselina povezana je s tRNA molekulom posebnim enzimom. Kada se dvije aminokiseline kombiniraju, veze na raspad tRNA. Svi kemijski spojevi i enzimi su potrebni do potrebnog vremena. Tako se struktura i funkcije tRNA međusobno povezuju.

Ukupno je 61 vrsta takvih molekula prisutno u stanici. Matematički varijacije mogu biti 64. Međutim, 3 vrste tRNAs nedostaju zbog činjenice da je broj stop kodon u mRNA nema anticodon.

Interakcija MIRNA i tRNA

Razmotrimo interakciju tvari s SRNA i RRNA, kao i strukturne značajke tRNA. Struktura i funkcija makromolekule međusobno su povezane.

Struktura MIRC kopira podatke iz jednog dijela DNK. DNK je prevelik spoj molekula i nikada ne napušta jezgru. Stoga je potrebna posrednička RNA - informacije.

Na temelju slijeda molekula koje je MIRC kopirao, ribosom gradi protein. Ribosom je zasebna polinukleotidna struktura čija se struktura mora razjasniti.

Ribosomalna tRNA: interakcija

Ribosomalna RNA je ogromna orgulja. Njegova molekularna težina je 1.000.000 - 1.500.000. Gotovo 80% ukupne količine RNA je ribosomska nukleotida.

Kao što je to bilo, zgrabi lanac IRNA i čeka antikodone, što će s njima donijeti molekule tRNA. Ribosomalna RNA se sastoji od 2 podjedinice: male i velike.

Ribosom se naziva "tvornica", jer u ovom orgulju dolazi do sve sinteze tvari potrebnih za svakodnevni život. Također je vrlo drevna struktura ćelije.

Kako sinteza proteina u ribosomu?

Struktura tRNA i njegova uloga u sintezi proteina međusobno su povezane. Nalazi se na jednoj strani anticodon otopine ribonukleinske kiseline u obliku svoje na osnovnu funkciju - isporuku aminokiselina na ribosome, gdje je postupno usklađivanje proteina. Zapravo, tRNA djeluje kao posrednik. Njegova je zadaća samo donijeti potrebnu aminokiselinu.

Kada se informacije čitaju iz jednog dijela RNA, ribosom se dalje kreće duž lanca. Matrica je potrebna samo za prijenos šifriranih informacija o konfiguraciji i funkciji jednog proteina. Nadalje, druga tRNA s njenim dušičnim bazama pristupa se ribosomu. Također dekodira sljedeći dio MIRC-a.

Dekodiranje nastavlja kako slijedi. Baze dušika kombiniraju se prema principu komplementarnosti na isti način kao i sam DNA. Sukladno tome, TRNC vidi gdje treba "zalizati" i koji "hangar" šalje amino kiselinu.

Zatim, odabrani aminokiseline na ovaj način su kemijski vezana u ribosom, korak po korak, novi linearni makromolekule, koje se nakon zatvaranja sinteze uvijena u globule (balon). Koristi se tRNA i IRNA, nakon što su izvršili njihovu funkciju, uklonjene iz "tvornice" proteina.

Kada je prvi dio kodona povezan s antikodonom, određuje se okvir za čitanje. Nakon toga, ako iz nekog razloga postoji pomak u okviru, onda će neka vrsta zastave proteina biti neispravna. Ribosom se ne može miješati u ovaj proces i riješiti problem. Tek nakon završetka procesa, 2 podjedinice rRNA se ponovno kombiniraju. U prosjeku, svakih 10 godina⁴ aminokiseline predstavljaju 1 pogrešku. Za 25 već prikupljenih bjelančevina mora postojati najmanje 1 pogreška replikacije.

TRNA kao molekule relikvije

Budući da su tRNA možda postojale u vrijeme nastanka života na zemlji, ona se naziva reliktna molekula. Smatra se da je RNA prva struktura koja je postojala prije DNK, a potom se razvila. Hipoteza o svijetu RNA - formulirana 1986. od strane pobjednika Waltera Gilberta. Međutim, još je uvijek teško dokazati. Za obranu teorije postoje očigledne činjenice - molekule TRNC-a mogu pohranjivati ​​blokove informacija i nekako ostvaruju te informacije, to jest, da rade.

Ali protivnici teorije tvrde da kratki period života tvari ne može jamčiti da je tRNA dobar nositelj bilo kojeg biološkog informiranja. Ovi nukleotidi brzo propadaju. Vijek trajanja tRNA u ljudskim stanicama kreće se od nekoliko minuta do nekoliko sati. Neke vrste mogu trajati do 24 sata. A ako govorimo o istim nukleotidima u bakterijama, onda je vrijeme puno manje - do nekoliko sati. Osim toga, struktura i funkcije tRNA su previše složene za molekulu da postanu primarni element Zemljine biosfere.