РНК

Опћенитост

РНК или рибонуклеинска киселина је нуклеинска киселина укључена у процесе кодирања, декодирања, регулације и експресије гена. Гени су мање -више дуги сегменти ДНК, који садрже основне информације за синтезу протеина.

Слика: Азотне базе у молекулу РНК. Са википедиа.орг

Најједноставније речено, РНК потиче из ДНК и представља прелазни молекул између ДНК и протеина. Неки истраживачи то називају "речником за превођење језика ДНК у језик протеина".
Молекули РНК потичу из споја, у ланцима, променљивог броја рибонуклеотида.Фосфатна група, азотна база и шећер са 5 угљеника, назван рибоза, учествују у стварању сваког појединачног рибонуклеотида.

Шта је РНК?

РНК или рибонуклеинска киселина је биолошка макромолекула која припада категорији нуклеинских киселина, која игра централну улогу у стварању протеина из ДНК.
Генерација протеина (такође биолошких макромолекула) укључује низ ћелијских процеса који се, заједно, називају синтеза протеина.
ДНК, РНК и протеини су неопходни за обезбеђивање опстанка, развоја и правилног функционисања ћелија живих организама.

Шта је ДНК?
ДНК или деоксирибонуклеинска киселина је друга природна нуклеинска киселина, заједно са РНК.
Структурно слична рибонуклеинској киселини, деоксирибонуклеинска киселина је генетско наслеђе, односно „складиште гена“, садржано у ћелијама живих организама. Формирање РНК и, индиректно, протеина зависи од ДНК.

ИСТОРИЈА РНК

Слика: рибоза и деоксирибоза

Истраживање РНК почело је након 1868. године, године у којој је Фридрих Мишер открио нуклеинске киселине.
Прва увезена открића у том погледу датирају између другог дела "50 -их година двадесетог века и првог дела" 60 -их. Међу научницима који су учествовали у овим открићима посебно заслужују следеће: Северо Оцхоа, Алек Рицх, Давид Давиес и Роберт Холлеи.
Године 1977. група истраживача, предвођена Пхилипом Схарпом и Рицхардом Робертсом, дешифровала је процес спајање интрона.
1980. Тхомас Цецх и Сиднеи Алтман идентификовали су рибозиме.

* Напомена: да знате шта су спајање интрона и рибозима, погледајте поглавља посвећена синтези АНН -а и функцијама.

Структура

Са хемијско-биолошке тачке гледишта, РНК је биополимер Биополимери су велики природни молекули, резултат сједињења, у ланцима или филаментима, многих мањих молекуларних јединица, названих мономери.
Мономери који чине РНК су нуклеотиди.

МАЛИЦА ЈЕ УОБИЧАЈЕНО ЈЕДАН ЈЕДАН ЛАНАЦ

Молекули РНК се обично састоје од појединачних ланаца нуклеотида (полинуклеотидних ланаца).
Дужина ћелијских РНК варира од мање од стотину до чак неколико хиљада нуклеотида.
Број саставних нуклеотида зависи од улоге дотичног молекула.

Поређење са ДНК
За разлику од РНК, ДНК је биополимер који се генерално састоји од два ланца нуклеотида.
Уједињена заједно, ова два полинуклеотидна влакна имају супротну оријентацију и, умотавајући се једно у друго, формирају двоструку спиралу познату као „двострука спирала“.
Генерички молекул људске ДНК може садржати приближно 3,3 милијарде нуклеотида по ланцу.

ОПШТА СТРУКТУРА НУКЛЕОТИДА

По дефиницији, нуклеотиди су молекуларне јединице које чине РНК и ДНК нуклеинских киселина.
Са структурне тачке гледишта, генерички нуклеотид настаје спајањем три елемента, а то су:

• Фосфатна група, која је дериват фосфорне киселине;
• Пентоза, односно шећер са 5 атома угљеника;
• Азотна база, која је ароматични хетероциклични молекул.

Пентоза представља централни елемент нуклеотида, јер се за њу везују фосфатна група и азотна база.

Слика: Елементи који чине генерички нуклеотид нуклеинске киселине. Као што се може видети, фосфатна група и азотна база везују се за шећер.

Хемијска веза која држи пентозу и фосфатну групу заједно је фосфодиестерска веза, док је хемијска веза која везује пентозу и азотну базу Н-гликозидна веза.

КОЈА ЈЕ ПЕНТОЗА РНК?

Простор: хемичари су смислили нумерисање угљеника који сачињавају органске молекуле на такав начин да поједноставе њихово проучавање и опис. Овде, дакле, 5 угљеника пентозе постају: угљеник 1, угљеник 2, угљеник 3, угљеник 4 и угљеник 5. Критеријум за додељивање бројева је прилично сложен, па сматрамо да је примерено изоставити објашњење.
Шећер са 5 угљеника, који разликује нуклеотидну структуру РНК, је рибоза.
Од 5 атома угљеника рибозе, заслужују посебан помен:

• Тхе угљеник 1, јер се то везује за базу азота, кроз Н-гликозидну везу.
• Тхе угљеник 2, јер је то оно што разликује пентозу нуклеотида РНК од пентозе ДНК нуклеотида.Повезан са 2 угљеника РНК постоји атом кисеоника и атом водоника, који заједно чине ОХ хидроксилну групу.
• Тхе угљеник 3, јер је то онај који учествује у вези између два узастопна нуклеотида.
• Тхе угљеник 5, јер се то придружује фосфатној групи, путем фосфодиестерске везе.

Због присуства шећерне рибозе, нуклеотиди РНК добијају специфично име рибонуклеотиди.

Поређење са ДНК
Пентоза која чини ДНК нуклеотиде је деоксирибоза.
Деоксирибоза се од рибозе разликује по недостатку атома кисеоника на угљенику 2.
Због тога му недостаје хидроксилна група ОХ која карактерише 5-угљенични шећер РНК.
Због присутности деоксирибозног шећера, нуклеотиди ДНК познати су и као деоксирибонуклеотиди.

ВРСТЕ НУКЛЕОТИДА И БАЗЕ АЗОТА

РНК има 4 различите врсте нуклеотида.
За разликовање ове 4 различите врсте нуклеотида потребна је само азотна база.
Из очигледних разлога, стога, азотне базе РНК су 4, конкретно: аденин (скраћено А), гванин (Г), цитозин (Ц) и урацил (У).
Аденин и гванин припадају класи пурина, ароматичних хетероцикличних једињења са двоструким прстеном.
Цитозин и урацил, с друге стране, спадају у категорију пиримидина, ароматичних хетероцикличних једињења са једним прстеном.

Поређење са ДНК
Азотне базе које разликују нуклеотиде ДНК исте су као и РНК, осим урацила. Уместо последњег "ц" је азотна база звана тимин (Т), која спада у категорију пиримидина.

ВЕЗА ИЗМЕЂУ НУКЛЕОТИДА

Сваки нуклеотид који формира било који ланац РНК везује се за следећи нуклеотид помоћу фосфодиестерске везе између угљеника 3 његове пентозе и фосфатне групе непосредно следећег нуклеотида.

КРАЈЕВИ МОЛЕКУЛА РНА

Било који полинуклеотидни ланац РНК има два краја, позната као 5 "крај (читај" енд фиве приме ") и енд 3" (читај "енд тхрее приме").
По конвенцији, биолози и генетичари су установили да "крај 5" представља главу ланца РНК, док "крај 3" представља његов реп.
Са хемијског становишта, "5 крај" се поклапа са фосфатном групом првог нуклеотида полинуклеотидног ланца, док се "3 крај" поклапа са хидроксилном групом постављеном на угљеник 3 последњег нуклеотида истог ланца.
На основу ове организације су у књигама о генетици и молекуларној биологији полинуклеотидни филаменти било које нуклеинске киселине описани на следећи начин: П -5 "→ 3" -ОХ (* Напомена: слово П означава " атом фосфора фосфатне групе).

Примењујући концепте 5 "краја и 3" краја на један нуклеотид, "5 крај" овог последњег је фосфатна група везана за угљеник 5, док је њен 3 "крај хидроксилна група повезана са угљеником 3.
У оба случаја, с "позива читаоца да обрати пажњу на бројчано понављање: крај 5" - фосфатна група на угљенику 5 и крај 3 " - хидроксилна група на угљенику 3.

Лоцатион

У ћелијама са језгром (тј. Језгри) живог бића, молекули РНК се могу наћи и у језгру и у цитоплазми.
Ова широка локализација зависи од чињенице да се неки ћелијски процеси, чији је РНА протагонист, налазе у језгру, док се други одвијају у цитоплазми.

Поређење са ДНК
ДНК еукариотских организама (дакле и људска ДНК) налази се само унутар језгра ћелије.
Збирна табела разлика између РНК и ДНК:

• РНК је мањи биолошки молекул од ДНК, обично се састоји од једне нити нуклеотида.

• Пентоза која сачињава нуклеотиде рибонуклеинске киселине је рибоза.

• РНК нуклеотиди су такође познати као рибонуклеотиди.

• РНК нуклеинске киселине дели само 3 од 4 азотне базе са ДНК. У ствари, уместо тимина, има душикову базу урацил.

• РНК се може налазити у различитим деловима ћелије, од језгра до цитоплазме.

Синтеза

Процес синтезе РНК има за протагониста унутарћелијски ензим (тј. Који се налази унутар ћелије), назван РНК полимераза (Н.Б .: ензим је протеин).
РНК полимераза ћелије користи ДНК, присутну унутар језгра исте ћелије, као да је шаблон, за стварање РНК.
Другим речима, то је нека врста копирног строја који транскрибује оно што извештава ДНК на другом језику, а то је онај „РНК“.
Штавише, овај процес синтезе РНК, радом РНК полимеразе, добија научно име транскрипције.
Еукариотски организми, попут људи, поседују 3 различите класе РНК полимеразе: РНК полимеразу И, РНК полимеразу ИИ и РНК полимеразу ИИИ.
Свака класа РНА полимеразе ствара одређене типове РНК, које ће, како ће читалац моћи да утврди у наредним поглављима, имати различите биолошке улоге у контексту ћелијског живота.

КАКО ДЕЛУЈЕ РНК ПОЛИМЕРАЗА

"РНА полимераза је способна за:

• Препознајте, на ДНК, локацију са које почиње транскрипција,
• Везати за ДНК,
• Одвојите два полинуклеотидна ланца ДНК (који се држе водоничним везама између азотних база), тако да делују само на један ланац, и
• Започните синтезу транскрипта РНК.

Сваки од ових корака одвија се кад год "РНК полимераза треба да спроведе процес транскрипције. Стога су сви обавезни кораци."
РНА полимераза синтетише молекуле РНК у правцу 5 "→ 3". Како додаје рибонуклеотиде у настајући РНК молекул, она се помера на шаблон ДНК шаблона у правцу 3 "→ 5".

ИЗМЕНЕ РНК ТРАНСКРИПТА

Након транскрипције, РНК пролази кроз неке модификације, укључујући: додавање неких секвенци нуклеотида на оба краја, губитак такозваних интрона (процес познат као спајање) итд.
Стога, у поређењу са оригиналним сегментом ДНК, резултујућа РНК има неке разлике у дужини полинуклеотидног ланца (обично је краћа).

Врсте

Постоје различите врсте РНК.
Најпознатији и проучавани су: "транспортна РНК (или трансферна РНК или тРНК)", "мессенгер РНА (или мессенгер РНА или мРНА)", "рибосомална РНА (или рибосомална РНА или рРНА) и мала нуклеарна РНК (или мала нуклеарна РНК или снРНА).
Иако играју различите специфичне улоге, тРНА, мРНА, рРНА и снРНА доприносе остварењу заједничког циља: синтези протеина, почевши од нуклеотидних секвенци присутних у ДНК.

РНК полимераза и типови РНК РНК полимераза И
рРНА РНК полимераза ИИ мРНК и снРНК РНК полимераза ИИИ тРНК, посебна врста рРНК и миРНК

ЈОШ ДРУГЕ ВРСТЕ РНК

У ћелијама еукариотских организама, истраживачи су пронашли и друге врсте РНК, поред горе поменуте 4. На пример:

• Микро РНК (или миРНК), које су ланци дужине нешто више од 20 нуклеотида, нпр.
• РНК која чини рибозиме Рибозими су молекули РНК са каталитичком активношћу, попут ензима.

МиРНК и рибозими такође учествују у процесу синтезе протеина, баш као и тРНК, мРНК итд.

Функција

РНК представља биолошку макромолекулу проласка између ДНК и протеина, односно дугих биополимера чије су молекуларне јединице аминокиселине.
РНК је упоредива са речником генетских информација, јер омогућава превођење нуклеотидних сегмената ДНК (који су тада такозвани гени) у аминокиселине протеина.
Један од најчешћих описа функционалне улоге, коју има "РНК, је:" РНК је "нуклеинска киселина укључена у кодирање, декодирање, регулацију и експресију гена".
„РНК је један од три кључна елемента такозване централне догме молекуларне биологије која каже:„ Из ДНК потиче „РНК, из које се, пак, изводе протеини“ (ДНК → РНК → протеини).

ПРЕПИС И ПРЕВОД

Укратко, транскрипција је низ ћелијских реакција које доводе до стварања молекула РНК, почевши од ДНК.
Транслација је, с друге стране, скуп ћелијских процеса који се завршавају производњом протеина, почевши од молекула РНК насталих током процеса транскрипције.
Биолози и генетичари сковали су израз "превођење", јер са језика нуклеотида прелазимо на језик аминокиселина.

ВРСТЕ И ФУНКЦИЈЕ

Процеси транскрипције и транслације виде све горе наведене типове РНК као протагонисте (тРНК, мРНК, итд.):

• МРНК је молекул РНК који кодира протеин. Другим речима, мРНК су протеини пре процеса превођења нуклеотида у аминокиселине протеина.
  МРНК пролазе кроз неколико модификација након њихове транскрипције.
• ТРНА су некодирани молекули РНК, али су ипак неопходни за стварање протеина. У ствари, они играју кључну улогу у дешифровању онога што молекули мРНА извештавају.
  Назив "транспортна РНК" потиче од чињенице да ове РНК на себи носе аминокиселину. Да будемо прецизнији, свака аминокиселина одговара специфичној тРНК.
  ТРНА међусобно делују са мРНК кроз три одређена нуклеотида у њиховом низу.
• РРНК су молекули РНК који чине рибосоме. Рибосоми су сложене ћелијске структуре које, крећући се дуж мРНК, окупљају аминокиселине протеина.
  Генерички рибосом садржи, унутар себе, нека места на којима може да смести тРНК и натера их да се састану са мРНК.Овде три поменута нуклеотида поменута у интеракцији са мессенгер РНК.
• СнРНК су молекули РНК који учествују у процесу спајање интрона присутних на мРНК.Интрони су кратки сегменти некодирајуће мРНК, бескорисни за синтезу протеина.
• Рибозими су молекули РНК који катализују пресецање нити рибонуклеотида, где је то потребно.

Слика: транслација мРНА.