Как структурата на tRNA се отнася до нейните функции?

Взаимодействието и структурата на IRNA, tRNA, RRNA - трите основни нуклеинови киселини, разглеждат такава наука като цитология. Това ще помогне да се разбере каква е ролята на транспортната рибонуклеинова киселина (tRNA) в клетките. Тази много малка, но същевременно незабележимо важна молекула участва в процеса на комбиниране на протеините, които съставляват тялото.

Каква е структурата на tRNA? Много интересно е да се изследва "отвътре" тази субстанция, да се научи нейната биохимия и биологична роля. И също така, как структурата на tRNA и нейната роля в протеиновия синтез са взаимосвързани?

Какво е tRNA, как е подредена?

Транспортната рибонуклеинова киселина участва в изграждането на нови протеини. Почти 10% от всички рибонуклеинови киселини са транспортиране. За да разберем какви химични елементи се образуват от молекулата, ще опишем структурата на вторичната структура на tRNA. Вторичната структура разглежда всички основни химически връзки между елементите.

Това е макромолекула, състояща се от полинуклеотидна верига. Азотните бази в него са свързани с водородни връзки. Както при ДНК, РНК има 4 азотни бази: аденин, цитозин, гуанин и урацил. В тези съединения, аденинът винаги се свързва с урацил и гуанин, както обикновено, с цитозин.

Защо нуклеотидът има ribo префикс? Просто всички линейни полимери, които имат рибоза вместо пентоза в основата на нуклеотида, се наричат ​​рибонуклеинови полимери. Транспортната РНК е един от трите вида точно такъв рибонуклеинов полимер.

Структура на tRNA: биохимия

Нека да разгледаме най-дълбоките слоеве на структурата на молекулата. Тези нуклеотиди имат 3 компонента:

1. Захарозата, рибозата се включва във всички видове РНК.
2. Фосфорна киселина.
3. Азотни бази. Това са пурини и пиримидини.

Азотните бази са свързани помежду си чрез силни връзки. Приема се, че базите се разделят на пурин и пиримидин.

Пурините са аденин и гуанин. Аденинът съответства на аденил нуклеотид от 2 взаимосвързани пръстена. И гуанинът - съответства на един и същ нугатид на гуанин с един пръстен.

Пирамидини са цитозин и урацил. Пиримидини имат единична структура на пръстена. В РНК няма тимин, тъй като той е заменен с елемент като урацил. Това е важно да се разбере, преди да се обръща внимание на други характеристики на структурата на tRNA.

Видове РНК

Както можете да видите, структурата на tRNA не може да бъде описана накратко. Трябва да отидете по-дълбоко в биохимията, за да разберете целта на молекулата и нейната истинска структура. Какви други рибозомни нуклеотиди са известни? Съществуват също матрични или информационни и рибозомни нуклеинови киселини. Съкратено ЯМР и RRNA. Всичките 3 молекула силно си сътрудничат в клетката един с друг, така че тялото получава правилно структурирани протеинови гранули.

Невъзможно е да си представим работата на един полимер без помощта на другите двама. Специфичните особености на структурата на tRNA стават по-ясни, когато се разглеждат във връзка с функциите, които са пряко свързани с действието на рибозомите.

Структурата на SRNA, tRNA и rPHK е сходна в много отношения. Всеки има дъвка в основата. Въпреки това тяхната структура и функции са различни.

Откриване на нуклеинови киселини

Швейцарският Йохан Мишер е открит в ядрото на клетката през 1868 г. от макромолекули, наречени нуклеинови киселини. Името "нуклеинови киселини" идва от думата (ядрото) - ядрото. Въпреки че малко по-късно се установи, че в едноклетъчните същества, които нямат ядро, тези вещества също присъстват. В средата на 20-ти век бе получена Нобелова награда за откриване на синтеза на нуклеинови киселини.

Функции на tRNA при протеиновия синтез

Самото име - транспортната РНК говори за основната функция на молекулата. Тази нуклеинова киселина "носи" самата необходима аминокиселина, изисквана от рибозомната РНК, за да се създаде специфичен протеин.

Има малко функции на молекулата tRNA. Първата е разпознаването на кодона на IRNK, втората функция е доставката на сграда "тухли" - аминокиселини за протеинов синтез. Все още някои експерти разпределят акцепторската функция. Това е присъединяването чрез ковалентния принцип на аминокиселините. Помага да се "прикрепи" тази аминокиселина към ензим като аминоцил-tPHK-синтаза.

Как структурата на tRNA се отнася до нейните функции? Тази конкретна рибонуклеинова киселина е разположена така, че от едната й страна има азотни основи, които винаги са свързани по двойки. Това е известните елементи - А, U, C, G. Точно 3 "букви" или азотни основи представляват антикодон - обратна набор от елементи, които взаимодействат с кодон на принципа на допълване.

Тази важна характеристика на структурата на tRNA гарантира, че няма да има грешки в декодирането на матричната нуклеинова киселина. В края на краищата, точната последователност на аминокиселините зависи от това дали протеинът, необходим на тялото, понастоящем е синтезиран правилно.

Характеристики на структурата

Какви са особеностите на структурата на tRNA и нейната биологична роля? Това е много древна структура. Размерът му е някъде между 73 и 93 нуклеотида. Молекулното тегло на веществото е 25 000-30 000.

Структурата на вторичната структура на tRNA може да бъде разглобена чрез изучаване на петте основни елемента на молекулата. Така че, тази нуклеинова киселина се състои от такива елементи:

• контур за контакт с ензима;
• контур за контакт с рибозома;
• антикодонна бримка;
• акцепторна стъпка;
• самия антикодон.

И малка променлива линия е изолирана във вторичната структура. Едно рамо във всички видове TRNK е същото - стъбло на два остатъка от цитозин и един - аденозин. На това място има връзка с 1 от 20 налични аминокиселини. За всяка аминокиселина е отделен ензим - неговата аминоацил-tPHK.

Цялата информация, която криптира структурата на всички нуклеинови киселини, се съдържа в самата ДНК. Структурата на tRNA за всички живи същества на планетата е почти идентична. Това ще изглежда като лист, ако го разгледате в 2-D формат.

Все пак, ако погледнем обема, молекулата наподобява L-образна геометрична структура. Това се счита за третична структура на tRNA. Но за улеснение на изучаването му се приема, че визуално "разкрива". Третичната структура се формира поради взаимодействието на елементите на вторичната структура, тези части, които са интеркоплексни.

Раменете на TRNK или пръстените играят важна роля. Едно рамо, например, е необходимо за химическо свързване с определен ензим.

Характерна черта на нуклеотида е наличието на голям брой нуклеозиди. Тези незначителни нуклеозиди са повече от 60 вида.

Структурата на tPHK и кодирането на аминокиселини

Ние знаем, че антикодонът на tRNA е 3 молекули. Всеки антикодон отговаря на специфична, "лична" аминокиселина. Тази аминокиселина се свързва с молекулата tRNA със специален ензим. След като двете аминокиселини се комбинират, връзките с тРНК се разпадат. Всички химични съединения и ензими са необходими до необходимото време. Така структурата и функциите на tRNA са взаимосвързани.

Общо 61 вида такива молекули присъстват в клетката. Може да има 64 математически вариации, но отсъстват 3 вида tRNA поради факта, че точно такова количество спиркодон в MIRC няма антикодон.

Взаимодействие на MIRNA и tRNA

Да разгледаме взаимодействието на дадено вещество със SRNA и RRNA, както и структурните характеристики на tRNA. Структурата и функцията на макромолекулата са взаимосвързани.

Структурата на MIRC копира информация от една секция на ДНК. Самата ДНК е твърде голямо съединение от молекули и никога не напуска ядрото. Ето защо е необходима посредническа РНК - информация.

Въз основа на последователността на молекулите, които MIRC е копирала, рибозомата изгражда протеин. Рибозомът е отделна полинуклеотидна структура, чиято структура трябва да бъде изяснена.

Рибозомно тРНК: взаимодействие

Рибозомната РНК е огромен органел. Неговото молекулно тегло е 1 000 000 - 1 500 000. Почти 80% от общото количество РНК е рибозомални нуклеотиди.

Това, което е, грабва веригата на ИРНА и чака антикодонтите, които ще донесат с тях молекулите на tRNA. Рибозомната РНК се състои от 2 субединици: малки и големи.

Рибозомът се нарича "фабрика", тъй като в този органел се осъществява синтезата на веществата, необходими за всекидневния живот. Също така е много древна структура на клетката.

Как протеинът се синтезира в рибозомата?

Структурата на tPHK и нейната роля в протеиновия синтез са взаимосвързани. Разположеният антикодон от едната страна на рибонуклеиновата киселина е подходящ в своята форма за основната функция - доставянето на аминокиселини до рибозомата, където се извършва поетапното изравняване на протеина. Всъщност тРНК действа като посредник. Неговата задача е само да донесе необходимата аминокиселина.

Когато се чете информация от една част на РНК, рибозомата се придвижва по-нататък по веригата. Матрицата е необходима само за предаване на кодирана информация за конфигурацията и функцията на един протеин. Освен това друга tRNA с азотни бази приближава рибозомата. Той също така декодира следващата част на MIRC.

Декодирането протича по следния начин. Азотните бази се комбинират съгласно принципа на допълняемост по същия начин, както в самата ДНК. Съответно TRNC вижда къде се нуждае от "завес" и който "хангар" да изпрати аминокиселината.

След това, в рибозомата, избраните по този начин аминокиселини са химически свързани, стъпка по стъпка се образува нова линейна макромолекула, която след завършване на синтезата се усуква в сфера. Използваната tRNA и IRNA, които са изпълнили своята функция, се отстраняват от "фабриката" на протеина.

Когато първата част на кодона е свързана с антикодон, се определя четящата рамка. Впоследствие, ако има някаква причина промяна в рамката, тогава някакъв белгийски флаг ще бъде дефектен. Рибозомата не може да пречи на този процес и да реши проблема. Едва след завършване на процеса, 2 субединици от rRNA се комбинират отново. Средно за всеки 10⁴ аминокиселините представляват 1 грешка. За 25 вече събрани протеини трябва да има най-малко 1 грешка при репликацията.

ТРНК като реликтни молекули

Тъй като tRNAs може да са съществували в момента на появата на живота на Земята, то се нарича молекула релик. Смята се, че РНК е първата структура, съществувала преди ДНК, и след това еволюира. Хипотезата за света на РНК - формулирана през 1986 г. от победителя Валтер Гилбърт. Все още обаче е трудно да се докаже това. В защита на теорията съществуват очевидни факти - молекулите на ТРНК са в състояние да съхраняват блокове от информация и някак си осъзнават тази информация, т.е. да вършат работата.

Но противниците на теорията твърдят, че кратък период от време на дадено вещество не може да гарантира, че tRNA е добър носител на всякаква биологична информация. Тези нуклеотиди бързо се разпадат. Времето на живот на tRNA в човешките клетки варира от няколко минути до няколко часа. Някои видове могат да продължат до 24 часа. И ако говорим за едни и същи нуклеотиди в бактериите, тогава времето е много по-малко - до няколко часа. В допълнение, структурата и функциите на tRNA са прекалено сложни, за да се превърне молекулата в основен елемент на биосферата на Земята.