L'RNA è spesso costituito da. Modello RNA

Assemblaggio di una molecola di RNA dai nucleotidi avviene sotto l'azione della RNA polimerasi. Questo enzima è una grande proteina che ha una serie di proprietà necessarie nelle diverse fasi della sintesi della molecola di RNA.
1. Su un filamento di DNA All'inizio di ciascun gene si trova una sequenza nucleotidica chiamata promotore. L'enzima RNA polimerasi trasporta siti di riconoscimento e di legame complementari al promotore. Il legame di questo enzima a questo sito è necessario per avviare l'assemblaggio della molecola di RNA.

2. Dopo il collegamento con Promotore della RNA polimerasi svolge l'elica del DNA in una sezione che occupa circa due giri, il che porta alla divergenza delle catene del DNA in questa sezione.

3. RNA polimerasi inizia a muoversi lungo la catena del DNA, provocando lo svolgimento temporaneo e la divergenza delle sue due catene. Man mano che questo movimento progredisce, in ogni fase un nuovo nucleotide attivato viene aggiunto all'estremità della catena di RNA in crescita. Il processo funziona così:
a) dapprima si forma un legame idrogeno tra la base azotata del nucleotide terminale del DNA e la base azotata del nucleotide dell'RNA proveniente dal carioplasma;
b) poi l'RNA polimerasi scinde sequenzialmente due fosfati da ciascun nucleotide dell'RNA, rilasciandoli quando i legami fosfatici ad alta energia vengono rotti un gran numero di energia che va subito all’istruzione legame covalente tra il restante fosfato del nucleotide dell'RNA e il ribosio terminale del filamento di RNA in crescita;

c) quando la RNA polimerasi raggiunge l'estremità del gene lungo la catena del DNA, interagisce con una sequenza di nucleotidi, chiamata sequenza di terminazione; Come risultato di questa interazione, l'RNA polimerasi e la molecola di RNA appena sintetizzata vengono staccate dalla catena del DNA. Successivamente, la RNA polimerasi può essere nuovamente utilizzata per sintetizzare nuove molecole di RNA;
d) i deboli legami idrogeno tra la molecola di RNA appena sintetizzata e lo stampo di DNA vengono rotti e la connessione tra filamenti di DNA complementari viene ripristinata, poiché l'affinità tra loro è maggiore che tra DNA e RNA. Pertanto, la catena dell'RNA viene separata dal DNA, rimanendo nel carioplasma.

Così codice genetico, « registrato"sul DNA, viene trasferito in modo complementare al filamento di RNA. In questo caso i ribonucleotidi possono formare solo le seguenti combinazioni con deossiribonucleotidi.

Attacco di un ribonucleotide ad una catena di DNA durante l'assemblaggio dell'RNA, che trasporta il codice genetico dai geni al citoplasma.
L'enzima RNA polimerasi si muove lungo il filamento del DNA e garantisce l'assemblaggio dell'RNA.

Tipi e tipi di cellule di RNA

Esistono tre tipi di RNA, ognuno dei quali svolge un ruolo specifico nella sintesi proteica.
1. L'RNA messaggero trasferisce il codice genetico dal nucleo al citoplasma, determinando così la sintesi di varie proteine.
2. L'RNA di trasferimento trasporta gli amminoacidi attivati ​​ai ribosomi per la sintesi di molecole polipeptidiche.
3. L'RNA ribosomiale, in combinazione con circa 75 proteine ​​diverse, forma i ribosomi, organelli cellulari su cui sono assemblate le molecole polipeptidiche.

È una lunga molecola a catena singola presente nel citoplasma. Questa molecola di RNA contiene da diverse centinaia a diverse migliaia di nucleotidi di RNA, formando codoni strettamente complementari alle triplette di DNA.

Un frammento di una molecola di RNA contenente tre codoni: CCG, UCU e GAA,
che assicurano l'attaccamento di tre amminoacidi - rispettivamente prolina, serina e acido glutammico alla molecola proteica in crescita.
Movimento di una molecola di RNA messaggero lungo due ribosomi.
Mentre il codone passa lungo la superficie del ribosoma, l'amminoacido corrispondente si attacca alla catena polipeptidica in crescita (mostrata vicino al ribosoma destro).
Gli RNA di trasferimento forniscono amminoacidi alla catena polipeptidica in crescita.

Un altro tipo di RNA, che svolge un ruolo fondamentale nella sintesi proteica, è chiamato RNA di trasporto perché trasporta gli amminoacidi alla molecola proteica in costruzione. Ogni RNA di trasferimento si lega specificatamente solo a uno dei 20 amminoacidi che lo compongono molecole proteiche. Gli RNA di trasferimento agiscono come trasportatori di amminoacidi specifici, consegnandoli ai ribosomi su cui sono assemblate le molecole polipeptidiche.

Ciascun RNA di trasferimento specifico riconosce il “suo” codone dell'RNA messaggero attaccato al ribosoma e trasporta l'amminoacido corrispondente nella posizione appropriata nella catena polipeptidica sintetizzata.

Trasferimento del filamento di RNA molto più corto dell'RNA messaggero, contenente solo circa 80 nucleotidi e confezionato a forma di quadrifoglio. Ad un'estremità dell'RNA di trasferimento c'è sempre l'adenosina monofosfato (AMP), alla quale l'amminoacido trasportato è attaccato tramite il gruppo ossidrile del ribosio.

Trasferimento di RNA servono per fissare amminoacidi specifici alla molecola polipeptidica in costruzione, pertanto è necessario che ciascun RNA di trasferimento abbia specificità per i corrispondenti codoni dell'RNA messaggero. Anche il codice mediante il quale l'RNA di trasferimento riconosce il codone corrispondente sull'RNA messaggero è una tripletta ed è chiamato anticodone. L'anticodone si trova approssimativamente al centro della molecola di RNA di trasferimento.

Durante la sintesi proteica, le basi azotate dell'anticodone sono attaccati gli RNA di trasferimento utilizzando legami idrogeno alle basi azotate del codone dell'RNA messaggero. Pertanto, sull’RNA messaggero si allineano in un certo ordine diversi amminoacidi uno dopo l'altro, formando la corrispondente sequenza amminoacidica della proteina sintetizzata.

12 gennaio 2018

Nell'articolo presentato alla vostra attenzione, proponiamo di studiare e costruire una tabella comparativa di DNA e RNA. Per cominciare va detto che esiste una sezione speciale della biologia che si occupa della conservazione, implementazione e trasmissione delle informazioni ereditarie, il suo nome è biologia molecolare. È quest'area che tratteremo in seguito.

Parleremo di polimeri (composti organici ad alto peso molecolare) formati da nucleotidi, chiamati acidi nucleici. Queste connessioni funzionano molto funzioni importanti, uno dei quali memorizza informazioni sul corpo. Per confrontare DNA e RNA (la tabella verrà presentata alla fine dell'articolo), è necessario sapere che in totale ne esistono due tipi acidi nucleici coinvolti nella biosintesi delle proteine:

• acido desossiribonucleico, che spesso vediamo come abbreviazione: DNA;
• acido ribonucleico (o RNA in breve)

Acido nucleico: cos'è?

Per poter creare una tabella comparativa tra DNA e RNA è necessario acquisire maggiore familiarità con questi polinucleotidi. Iniziamo con questione generale. Sia il DNA che l'RNA sono acidi nucleici. Come accennato in precedenza, sono formati da residui nucleotidici.

Questi polimeri possono essere trovati assolutamente in qualsiasi cellula del corpo, poiché è sulle loro spalle che è affidata una grande responsabilità, vale a dire:

• magazzinaggio;
• trasmissione;
• attuazione dell'ereditarietà.

Ora ne evidenzieremo brevemente i principali Proprietà chimiche:

• si dissolve bene in acqua;
• praticamente insolubile nei solventi organici;
• sensibile ai cambiamenti di temperatura;
• se una molecola di DNA viene isolata in qualche modo da fonte naturale, allora si può osservare la frammentazione durante le azioni meccaniche;
• la frammentazione avviene ad opera di enzimi chiamati nucleasi.

Somiglianze e differenze tra DNA e RNA: i pentosi

Nella tabella che confronta DNA e RNA, è importante notare una somiglianza molto importante tra loro: la presenza di monosaccaridi. È importante notare che ogni acido nucleico ha la sua forma distinta. La divisione degli acidi nucleici in DNA e RNA avviene a causa del fatto che hanno pentosi diversi.

Ad esempio, possiamo trovare il desossiribosio nel DNA e il ribosio nell'RNA. Si noti il ​​fatto che non c'è ossigeno nel secondo atomo di carbonio nel desossiribosio. Gli scienziati hanno fatto il seguente presupposto: l'assenza di ossigeno ha il seguente significato:

• accorcia i legami C 2 e C 3;
• aggiunge forza alla molecola del DNA;
• crea le condizioni per il posizionamento di una molecola massiccia nel nucleo.

Confronto di basi azotate

Quindi, ci sono cinque basi azotate in totale:

• A (adenina);
• G (guanina);
• C (citosina);
• T (timina);
• U (uracile).

È importante notare che queste minuscole particelle sono gli elementi costitutivi delle nostre molecole. È in essi che è contenuta tutta l'informazione genetica e, per essere più precisi, nella loro sequenza. Nel DNA possiamo trovare: A, G, C e T, e nell'RNA - A, G, C e U.

Le basi azotate costituiscono la maggioranza degli acidi nucleici. Oltre ai cinque elencati, ce ne sono altri, ma questo è estremamente raro.

Principi della struttura del DNA

Altra caratteristica importante è la presenza di quattro livelli di organizzazione (potete vederlo nella foto). Come è già chiaro, la struttura primaria è una catena di nucleotidi e il rapporto tra basi azotate obbedisce a determinate leggi.

La struttura secondaria è una doppia elica, la composizione di ciascuna catena è specie-specifica. All'esterno dell'elica si trovano residui di acido fosforico, all'interno si trovano basi azotate.

L'ultimo livello è il cromosoma. Immagina che la Torre Eiffel sia messa in una scatola di fiammiferi, ecco come è disposta la molecola del DNA in un cromosoma. È anche importante notare che un cromosoma può essere costituito da uno o due cromatidi.

Prima di creare una tabella che confronti DNA e RNA, parliamo della struttura dell'RNA.

Tipi e caratteristiche strutturali dell'RNA

Per confrontare le somiglianze tra DNA e RNA (potete vedere la tabella nell'ultimo paragrafo dell'articolo), vediamo le varietà di quest'ultimo:

1. Innanzitutto, il tRNA (o trasporto) è una molecola a filamento singolo che svolge le funzioni di trasporto degli amminoacidi e di sintesi proteica. La sua struttura secondaria è una “foglia di trifoglio”, mentre la sua struttura terziaria è stata studiata molto poco.
2. Informazioni o matrice (mRNA) - trasferimento di informazioni da una molecola di DNA al sito di sintesi proteica.
3. E l'ultimo è l'rRNA (ribosomiale). Come già suggerisce il nome, si trova nei ribosomi.

Quali funzioni svolge il DNA?

Confrontando DNA e RNA è impossibile non considerare la questione delle funzioni svolte. Queste informazioni si rifletteranno sicuramente nel tavolo finale.

Quindi, senza alcun dubbio, possiamo dire che in una piccola molecola di DNA è programmata tutta l'informazione genetica, capace di controllare ogni nostro passo. Questi includono:

• salute;
• sviluppo;
• aspettativa di vita;
• malattie ereditarie;
• malattie cardiovascolari, ecc.

Immagina di aver isolato tutte le molecole di DNA da una cellula del corpo umano e di averle disposte in fila. Quanto pensi che sarà lunga la catena? Molti penseranno che siano millimetri, ma non è così. La lunghezza di questa catena sarà fino a 7,5 centimetri. È incredibile, ma perché non possiamo vedere la cellula senza un potente microscopio? Il fatto è che le molecole sono molto strettamente compresse. Ricorda, nell'articolo abbiamo già parlato delle dimensioni della Torre Eiffel.

Ma quali funzioni svolge il DNA?

1. Sono portatori informazioni genetiche.
2. Riprodurre e trasmettere informazioni.

Quali funzioni svolge l'RNA?

Per un confronto più accurato tra DNA e RNA, suggeriamo di considerare le funzioni svolte da quest'ultimo. In precedenza si è detto che esistono tre tipi di RNA:

• L'RRNA funge da base strutturale del ribosoma; inoltre interagiscono con altri tipi di RNA durante la sintesi proteica e prendono parte all'assemblaggio della catena polipeptidica.
• La funzione dell'mRNA è quella di modello per la biosintesi delle proteine.
• I TRNA legano gli amminoacidi e li trasferiscono al ribosoma per la sintesi proteica, codificano gli amminoacidi e decifrano il codice genetico.

Conclusioni e tabella comparativa

Spesso agli scolari viene assegnato un compito di biologia o chimica: confrontare DNA e RNA. In questo caso, il tavolo sarà un assistente necessario. Tutto ciò che è stato detto in precedenza nell'articolo può essere visto qui in forma condensata.

Confronto tra DNA e RNA (conclusioni)

Cartello	DNA	RNA
Struttura	Due catene.	Una catena.
Catena polinucleotidica	Le catene sono destrorse l'una rispetto all'altra.	Poter avere varie forme, tutto dipende dal tipo. Prendiamo ad esempio un tRNA che ha la forma di una foglia d'acero.
Localizzazione	Localizzato per il 99% nel nucleo, ma si può trovare nei cloroplasti e nei mitocondri.	Nucleoli, ribosomi, cloroplasti, mitocondri, citoplasma.
Monomero	Deossiribonucleotidi.	Ribonucleotidi.
Nucleotidi	A, T, G, C.	A, G, C, U.
Funzioni	Archiviazione di informazioni ereditarie.	trasporta l'mRNA informazioni ereditarie, l'rRNA svolge una funzione strutturale, mRNA, tRNA e rRNA sono coinvolti nella sintesi proteica.

Nonostante il ns Caratteristiche comparative si è rivelato molto breve, siamo riusciti a coprire tutti gli aspetti della struttura e delle funzioni dei composti in esame. Questa tabella può servire come utile promemoria per l'esame o semplicemente come promemoria.

tre tipi principali di RNA: informativo(mRNA), o matrice(mRNA), ribosomiale(rRNA) e trasporto(tRNA). Variano in dimensioni molecolari e funzione. Tutti i tipi di RNA sono sintetizzati sul DNA con la partecipazione di enzimi: l'RNA polimerasi. L'RNA messaggero costituisce il 2-3% di tutto l'RNA cellulare, l'RNA ribosomiale - 80-85, il trasporto - circa il 15%.

mRNA. legge le informazioni ereditarie da un tratto di DNA e, sotto forma di sequenza copiata di basi azotate, le trasferisce ai ribosomi, dove avviene la sintesi di una specifica proteina. Ciascuna molecola di mRNA corrisponde nell'ordine dei nucleotidi e nella dimensione al gene nel DNA da cui è stata trascritta. In media, l'mRNA contiene 1500 nucleotidi (75-3000). Ogni tripletta (tre nucleotidi) su un mRNA è chiamata codone. Il codone determina quale amminoacido apparirà in una determinata posizione durante la sintesi proteica.

(tRNA) ha un valore relativamente basso peso molecolare circa 24-29 mila D e contiene da 75 a 90 nucleotidi nella molecola. Fino al 10% di tutti i nucleotidi del tRNA sono basi minori, che apparentemente lo proteggono dall'azione degli enzimi idrolitici. Il ruolo del tRNA è che trasferiscono gli amminoacidi ai ribosomi e partecipano al processo di sintesi proteica. Ogni amminoacido è legato ad uno specifico tRNA. Molti amminoacidi hanno più di un tRNA. Ad oggi sono stati scoperti più di 60 tRNA che differiscono tra loro nella struttura primaria (sequenza di basi). La struttura secondaria di tutti i tRNA si presenta sotto forma di un quadrifoglio con uno stelo a doppio filamento e tre a filamento singolo). Alla fine di una delle catene c'è un sito accettore: una tripletta CCA, all'adenina alla quale è attaccato un amminoacido specifico.

(rRNA). Contengono 120-3100 nucleotidi. L'RNA ribosomiale si accumula nel nucleo, nei nucleoli. Le proteine ​​ribosomiali vengono trasportate nei nucleoli dal citoplasma e lì avviene la formazione spontanea di sottoparticelle ribosomiali combinando le proteine ​​con il corrispondente rRNA. Le sottoparticelle ribosomiali, insieme o separatamente, vengono trasportate attraverso i pori della membrana nucleare nel citoplasma. Ribosomi Sono organelli di dimensioni pari a 20-30 nm. Sono costituiti da due sottoparticelle misure differenti e forme. In alcune fasi della sintesi proteica nella cellula, i ribosomi sono divisi in sottoparticelle. L'RNA ribosomiale funge da struttura per i ribosomi e facilita il legame iniziale dell'mRNA al ribosoma durante la biosintesi delle proteine.

Il codice genetico è un metodo per codificare la sequenza aminoacidica delle proteine ​​utilizzando una sequenza di nucleotidi, caratteristica di tutti gli organismi viventi.

Proprietà: 1) codice genetico tripletta(ogni amminoacido è codificato da tre nucleotidi); 2) non sovrapposte(le triplette vicine non hanno nucleotidi comuni); 3) degenerare(ad eccezione della metionina e del triptofano, tutti gli aminoacidi hanno più di un codone); 4) universale(sostanzialmente uguale per tutti gli organismi viventi); 5) nei codoni di un amminoacido, i primi due nucleotidi sono solitamente gli stessi, ma il terzo varia; 6) ha un ordine di lettura lineare ed è caratterizzato da collinearità, cioè, la coincidenza dell'ordine dei codoni nell'mRNA con l'ordine degli amminoacidi nella catena polipeptidica sintetizzata.

Struttura degli acidi nucleici

Acidi nucleici – biopolimeri contenenti fosforo di organismi viventi, che garantiscono la conservazione e la trasmissione delle informazioni ereditarie.

Le macromolecole degli acidi nucleici furono scoperte nel 1869 dal chimico svizzero F. Miescher nei nuclei dei leucociti trovati nel letame. Successivamente, gli acidi nucleici furono identificati in tutte le cellule di piante e animali, funghi, batteri e virus.

Nota 1

Esistono due tipi di acidi nucleici: acido desossiribonucleico (DNA) e acido ribonucleico (RNA).

Come indicano i nomi, la molecola di DNA contiene lo zucchero pentoso desossiribosio e la molecola di RNA contiene ribosio.

Oggi è noto un gran numero di varietà di DNA e RNA, che differiscono l'una dall'altra per struttura e significato nel metabolismo.

Esempio 1

IN cellula batterica L'Escherichia coli contiene circa 1000 varietà di acidi nucleici e gli animali e le piante ne contengono ancora di più.

Ogni tipo di organismo ha il proprio set di questi acidi. Il DNA è localizzato principalmente nei cromosomi del nucleo cellulare (% del DNA totale della cellula), così come nei cloroplasti e nei mitocondri. L'RNA si trova nel citoplasma, nei nucleoli, nei ribosomi, nei mitocondri e nei plastidi.

La molecola del DNA è costituita da due catene polinucleotidiche, attorcigliate elicoidalmente l'una rispetto all'altra. Le catene sono disposte in modo antiparallelo, cioè a 3 e 5 estremità.

I componenti strutturali (monomeri) di ciascuna di queste catene sono nucleotidi. Nelle molecole di acido nucleico, il numero di nucleotidi varia: da 80 nelle molecole di RNA di trasferimento a diverse decine di migliaia nel DNA.

Qualsiasi nucleotide del DNA contiene una delle quattro basi azotate ( adenina, timina, citosina e guanina), desossiribosio E residuo di acido fosforico.

Nota 2

I nucleotidi differiscono solo nelle loro basi azotate, tra le quali esistono legami familiari. Timina, citosina e uracile sono basi pirimidiniche, mentre adenina e guanina sono basi puriniche.

I nucleotidi adiacenti in una catena polinucleotidica sono collegati da legami covalenti formati tra il desossiribosio di una molecola di DNA (o ribosio di RNA) di un nucleotide e il residuo di acido fosforico di un altro.

Nota 3

Sebbene ci siano solo quattro tipi di nucleotidi in una molecola di DNA, a causa dei cambiamenti nella sequenza della loro posizione in una lunga catena, le molecole di DNA raggiungono un'enorme diversità.

Due catene polinucleotidiche sono combinate in un'unica molecola di DNA utilizzando legami idrogeno, che si formano tra le basi azotate dei nucleotidi di catene diverse.

In questo caso, l'adenina (A) può combinarsi solo con la timina (T) e la guanina (G) può combinarsi solo con la citosina (C). Di conseguenza, vari organismi il numero di nucleotidi adenilici è uguale al numero di nucleotidi timidilici e il numero di nucleotidi guanilici è uguale al numero di nucleotidi citidilici. Questo modello si chiama "Regola di Chargaff". In questo modo la sequenza dei nucleotidi in una catena viene determinata in base alla loro sequenza nell'altra.

Questa capacità dei nucleotidi di combinarsi selettivamente è chiamata complementarità, e questa proprietà garantisce la formazione di nuove molecole di DNA basate sulla molecola originale (replica).

Nota 4

La doppia elica è stabilizzata da numerosi legami di idrogeno(due si formano tra A e T, tre - tra G e C) e interazioni idrofobiche.

Il diametro del DNA è 2 nm, il passo dell'elica è 3,4 nm e ogni giro contiene 10 coppie di nucleotidi.

La lunghezza di una molecola di acido nucleico raggiunge centinaia di migliaia di nanometri. Ciò supera significativamente la macromolecola proteica più grande, la cui lunghezza, una volta spiegata, non è superiore a 100-200 nm.

Autoduplicazione di una molecola di DNA

Ogni divisione cellulare, a condizione che la sequenza nucleotidica sia rigorosamente rispettata, è preceduta dalla replicazione di una molecola di DNA.

Inizia con lo svolgimento temporaneo della doppia elica del DNA. Ciò avviene sotto l'azione degli enzimi DNA topoisomerasi e DNA elicasi. La DNA polimerasi e la DNA primasi catalizzano la polimerizzazione dei nucleosidi trifosfati e la formazione di una nuova catena.

L'accuratezza della replicazione è assicurata dall'interazione complementare (A - T, G - C) delle basi azotate della catena stampo che si sta costruendo.

Nota 5

Ogni catena polinucleotidica è un modello per una nuova catena complementare. Di conseguenza, si formano due molecole di DNA, metà di ciascuna delle quali proviene dalla molecola madre, mentre l'altra viene nuovamente sintetizzata.

Inoltre, le nuove catene vengono prima sintetizzate sotto forma di brevi frammenti, e poi questi frammenti vengono “cuciti” in lunghe catene da un enzima speciale.

Le due nuove molecole di DNA formate sono una copia esatta la molecola originale grazie alla replicazione.

Questo processo è la base per la trasmissione delle informazioni ereditarie, che avviene a livello cellulare e dell'organismo.

Nota 6

Caratteristica fondamentale Replicazione del DNA - la sua elevata precisione, garantita da uno speciale complesso di proteine ​​- la "macchina di replicazione".

Funzioni della “macchina replicatrice”:

• produce carboidrati che formano una coppia complementare con i nucleotidi della catena della matrice madre;
• agisce come catalizzatore nella formazione di un legame covalente tra l'estremità della catena in crescita e ciascun nuovo nucleotide;
• corregge la catena rimuovendo i nucleotidi incorporati in modo errato.

Il numero di errori nella “macchina di replicazione” è molto piccolo, meno di un errore per 1 miliardo di nucleotidi.

Tuttavia, ci sono casi in cui la “macchina di replicazione” può saltare o inserire diverse basi aggiuntive, includere una C invece di una T o una A invece di una G. Ciascuna sostituzione di una sequenza nucleotidica in una molecola di DNA è un errore genetico e è chiamato mutazione. In tutte le generazioni successive di celle, tali errori verranno riprodotti nuovamente, il che può portare a risultati evidenti conseguenze negative.

Tipi di RNA e loro funzioni

L'RNA è una singola catena polinucleotidica (alcuni virus hanno due catene).

I monomeri sono ribonucleotidi.

Basi azotate nei nucleotidi:

• adenina (A);*
• guanina (G);
• citosina (C);
• uracile (U).*

Monosaccaride – ribosio.

Nella cellula è localizzato nel nucleo (nucleolo), nei mitocondri, nei cloroplasti, nei ribosomi e nel citoplasma.

È sintetizzato mediante sintesi di stampi secondo il principio di complementarità su una delle catene del DNA, non è in grado di replicarsi (autoduplicazione) ed è labile.

Esistere Vari tipi RNA, che differiscono per dimensioni molecolari, struttura, posizione nella cellula e funzioni.

Basso peso molecolare RNA di trasferimento (tRNA) costituiscono circa il 10% numero totale RNA cellulare.

Nel processo di trasmissione dell'informazione genetica, ciascun tRNA può legare e trasferire solo un determinato amminoacido (ad esempio la lisina) ai ribosomi, il sito della sintesi proteica. Ma per ogni amminoacido esiste più di un tRNA. Pertanto, esistono più di 20 tRNA diversi, che differiscono nella loro struttura primaria (hanno una sequenza nucleotidica diversa).

RNA ribosomiali (rRNA) costituiscono fino all'85% di tutte le cellule di RNA. Essendo parte dei ribosomi, svolgono quindi una funzione strutturale. L'rRNA prende parte anche alla formazione del centro attivo del ribosoma, dove si formano legami peptidici tra le molecole di aminoacidi durante il processo di biosintesi delle proteine.

Con messaggero o RNA messaggero (mRNA) la sintesi delle proteine ​​nella cellula è programmata. Sebbene il loro contenuto nella cella sia relativamente basso - circa il 5% - di massa totale Di tutte le cellule RNA, l'mRNA è il primo per importanza, poiché trasferisce direttamente il codice DNA per la sintesi proteica. In questo caso, ciascuna proteina cellulare è codificata da uno specifico mRNA. Ciò è spiegato dal fatto che l'RNA, durante la sua sintesi, riceve informazioni dal DNA sulla struttura della proteina sotto forma di una sequenza nucleotidica copiata e le trasferisce al ribosoma per l'elaborazione e l'implementazione.

Nota 7

Il significato di tutti i tipi di RNA è che sono un sistema funzionalmente unificato volto a effettuare la sintesi di proteine ​​specifiche per cellula nella cellula.

Struttura chimica e ruolo dell'ATP nel metabolismo energetico

Acido adenosina trifosforico (ATP ) è contenuto in ogni cellula - nello ialoplasma (frazione solubile del citoplasma), nei mitocondri, nei cloroplasti e nel nucleo.

Fornisce energia per la maggior parte delle reazioni che avvengono nella cellula. Con l'aiuto dell'ATP, la cellula è in grado di muoversi, sintetizzare nuove molecole di proteine, grassi e carboidrati, eliminare i prodotti di degradazione, effettuare il trasporto attivo, ecc.

La molecola di ATP è formata da una base azotata, dallo zucchero ribosio a cinque atomi di carbonio e da tre residui di acido fosforico. I gruppi fosfato nella molecola di ATP sono collegati tra loro da legami ad alta energia (macroergici).

Come risultato dell'eliminazione idrolitica del gruppo fosfato finale, acido adenosina difosforico (ADP) e l'energia viene rilasciata.

Dopo l'eliminazione del secondo gruppo fosfato, acido adenosina monofosforico (AMP) e un'altra porzione di energia viene rilasciata.

L'ATP è formato da ADP e fosfato inorganico a causa dell'energia rilasciata durante l'ossidazione materia organica e durante il processo di fotosintesi. Questo processo è chiamato fosforilazione. In questo caso devono essere utilizzati almeno 40 kJ/mol di ATP accumulati nei suoi legami ad alta energia.

Ciò significa che il significato principale dei processi di respirazione e fotosintesi è che forniscono energia per la sintesi di ATP, con la partecipazione della quale nella cellula si verifica un numero significativo di processi diversi.

L'ATP viene ripristinato estremamente rapidamente. Esempio Negli esseri umani, ogni molecola di ATP viene scomposta e rinnovata nuovamente 2400 volte al giorno, quindi la sua durata media di vita è inferiore a 1 minuto.

La sintesi di ATP avviene principalmente nei mitocondri e nei cloroplasti. L'ATP che si forma entra attraverso i canali del reticolo endoplasmatico in quelle parti della cellula dove è necessaria energia.

Qualsiasi tipo di attività cellulare si verifica a causa dell'energia rilasciata durante l'idrolisi dell'ATP. L'energia rimanente (circa il 50%) che viene rilasciata durante la scomposizione delle molecole di proteine, grassi, carboidrati e altri composti organici, si dissipa sotto forma di calore, si dissipa e non ha alcun significato praticamente significativo per la vita della cellula.

Esistono tre tipi di RNA: RNA ribosomiale, di trasporto e ribonucleico messaggero. Tutto dipende dalla struttura, dalla dimensione delle molecole e dalle funzioni svolte.

Quali sono le caratteristiche dell'RNA ribosomiale (rRNA)

Gli RNA ribosomiali costituiscono l'85% di tutto l'RNA in una cellula. Sono sintetizzati nel nucleolo. Gli RNA ribosomiali lo sono componente strutturale ribosomi e sono direttamente coinvolti nella biosintesi delle proteine.

I ribosomi sono organelli cellulari costituiti da quattro rRNA e diverse dozzine di proteine. La loro funzione principale è la sintesi proteica.

Perché sono necessari gli RNA di trasferimento?

Gli RNA di trasferimento (tRNA) sono gli acidi ribonucleici più piccoli nella cellula. Costituiscono il 10% di tutti gli RNA cellulari. Gli RNA di trasferimento si formano nel nucleo sul DNA e poi si spostano nel citoplasma. Ciascun tRNA trasporta amminoacidi specifici ai ribosomi, dove sono uniti tramite legami peptidici in una sequenza specifica specificata dall'RNA messaggero.

La molecola di RNA di trasferimento ha due siti attivi: l'anticodone tripletta e l'estremità accettore. L'estremità accettore è la “piattaforma di atterraggio” per l'amminoacido. L'anticodone all'altra estremità della molecola è una tripletta di nucleotidi complementari al corrispondente codone dell'RNA messaggero.

Ogni amminoacido corrisponde a una sequenza di tre nucleotidi: una tripletta. Un nucleotide è un monomero di acido nucleico costituito da un gruppo fosfato, un gruppo pentoso e una base azotata.

L'anticodone è diverso per i tRNA che trasportano amminoacidi diversi. La tripletta codifica le informazioni esattamente sull'amminoacido trasportato da questa molecola.

Dove vengono sintetizzati gli RNA messaggeri e qual è il loro ruolo?

L'informazione, o RNA messaggero (mRNA, mRNA), viene sintetizzata su un tratto di una delle due catene di DNA sotto l'azione dell'enzima RNA polimerasi. Costituiscono il 5% dell'RNA della cellula. La sequenza delle basi azotate dell'mRNA è strettamente complementare alla sequenza delle basi della sezione del DNA: l'mRNA dell'uracile corrisponde all'adenina nel DNA, l'adenina alla timina, la citosina alla guanina e la guanina alla citosina.

L'RNA messaggero legge le informazioni ereditarie dal DNA cromosomico e le trasferisce ai ribosomi, dove queste informazioni vengono implementate. La sequenza nucleotidica dell'mRNA contiene informazioni sulla struttura della proteina.

Le molecole di RNA si trovano nel nucleo, nel citoplasma, nei ribosomi, nei mitocondri e nei plastidi. Da tipi diversi L'RNA si sviluppa in un unico sistema funzionale, finalizzato attraverso la sintesi proteica all'implementazione delle informazioni ereditarie.