RNA والحمض النووي. RNA - ما هذا؟ RNA: هيكل، وظيفة، والأنواع

العصر الذي نعيش فيه يتم وضع علامة تغيرا هائلا، وهو تقدم كبير عندما يحصل الناس على إجابات لأسئلة جديدة. الحياة تتحرك بسرعة إلى الأمام، وأنه منذ وقت ليس ببعيد كان يبدو مستحيلا، ويبدأ في تنفيذها. ومن الممكن أن اليوم يبدو أن قطعة من الخيال العلمي، أيضا، ستكتسب قريبا ملامح الواقع.

أصبحت واحدة من أهم الاكتشافات في النصف الثاني من القرن العشرين النووي RNA الأحماض وDNA التي تجعل الناس أقرب إلى كشف أسرار الطبيعة.

الأحماض النووية

الحمض النووي - هي مركبات عضوية لها خواص جزيئية عالية. وهي تتألف من الهيدروجين والكربون والنيتروجين والفوسفور.

تم اكتشافها في عام 1869 من قبل F. ميشر، الذي حقق في القيح. ولكن بعد ذلك لم اكتشافه لا نعلق أهمية خاصة. في وقت لاحق فقط، عندما تم العثور على هذه الأحماض في كل الخلايا الحيوانية والنباتية، وفهم دورهم هائلة.

هناك نوعان من الأحماض النووية: RNA والحمض النووي (النووي الريبي منقوص الأكسجين وحمض النووي الريبي). تركز هذه المقالة على حمض النووي الريبي، ولكن تبدو أيضا إلى فهم مشترك لما يشكل DNA.

ما هو حمض النووي الريبي منقوص الأكسجين؟

DNA - حمض نووي يتكون من شقين، التي ترتبط بها روابط هيدروجينية القانون التكامل القواعد النيتروجينية. سلاسل طويلة ملتوية في دوامة من دورة واحدة تحتوي على ما يقرب من عشر النيوكليوتيدات. قطر الحلزون المزدوج اثنين ملليمتر، والمسافة بين النيوكليوتيدات - حوالي نصف نانومتر. طول جزيء واحد يصل أحيانا عدة سنتيمترات. DNA من طول نواة الخلية البشرية ما يقرب من مترين.

جميع المعلومات الجينية الواردة في بنية الحمض النووي. لديها تكرار الحمض النووي، مما يعني أن العملية التي ينتج جزيء واحد اثنين متطابقة - التابعة.

كما سبقت الإشارة، على حلبة يتكون من النيوكليوتيدات تتكون بدورها من القواعد النيتروجينية (الأدنين، الجوانين، الثايمين، والسيتوزين) وبقايا حمض الفوسفور. كل النيوكليوتيدات القواعد النيتروجينية مختلفة. الهيدروجين الرابطة لا يحدث بين جميع القواعد، الأدنين، على سبيل المثال، يمكن الاتصال فقط مع الثايمين أو جوانين. وهكذا، النيوكليوتيدات الأدينين في الجسم بقدر thymidylic، وعدد من جوانين يساوي (قواعد Chargaff ل) cytidylic. وتبين أن تسلسل تسلسل سلسلة واحدة يحدد مسبقا الآخر، وسلسلة مثل مرآة بعضها البعض. هذا النمط، حيث النيوكليوتيدات اثنين من سلاسل مرتبة بشكل منظم ومتصلة بشكل انتقائي، ويسمى مبدأ التكامل. وإلى جانب مركبات الهيدروجين، الحلزون المزدوج واجهات مسعور.

سلاسل لهما اتجاهات مختلفة، وهذا هو مرتبة في اتجاهين متعاكسين. لذلك treh "الصوت المعاكس نهاية غير pyati'-محطة من سلسلة أخرى.

خارجيا DNA جزيء يشبه درج حلزوني، والذي هو العمود الفقري من السكر الفوسفات من الدرابزين، درجات و- قاعدة النيتروجين التكميلية.

ما هو RNA؟

RNA - حمض نووي مع أحادية دعا ribonucleotides.

حسب الخصائص الكيميائية التي تشبه الى حد بعيد DNA لأن كلا البوليمرات هي النيوكليوتيدات التي تمثل fosfolirovanny N-الأنتراكينون المتطرف التي بنيت على البنتوز (السكر خمس الكربون)، مجموعة فوسفات ذرة كربون الخامس وقاعدة النيتروجين في ذرة الكربون الأولى.

وهي تمثل سلسلة واحدة عديد النوكليوتيد (باستثناء الفيروسات)، الذي هو أقصر من ذلك بكثير من DNA.

واحد مونومر من RNA - هي بقايا من المواد التالية:

• قاعدة النيتروجين.
• أحادي السكاريد خمسة الكربون؛
• حمض الفوسفور.

الرنا هي بيريميدين (السيتوزين واليوراسيل) والبيورين (الأدينين، جوانين) قاعدة. الريبوز هو RNA أحادي السكاريد النوكليوتيدات.

الخلافات من الحمض النووي الريبي والحمض النووي

الأحماض النووية تختلف عن بعضها البعض من خلال الخصائص التالية:

• كمية منه في الخلية يعتمد على الفسيولوجية الدولة والعمر والجهاز اللوازم؛
• يحتوي DNA الكربوهيدرات الديوكسيريبوز، وRNA - الريبوز.
• قاعدة النيتروجينية في الحمض النووي - الثايمين، في حين RNA - اليوراسيل.
• الطبقات تؤدي وظائف مختلفة، ولكن تم تجميعها في مصفوفة DNA.
• يتكون الحمض النووي من الحلزون المزدوج، وRNA - من سلسلة واحدة؛
• لها قواعد Chargaff غير معهود، التي تعمل في الحمض النووي.
• RNA القواعد تعد طفيفة.
• سلسلة تختلف اختلافا كبيرا في الطول.

تاريخ الدراسة

اكتشف RNA الخلية الاولى التي يقوم بها الكيمياء الحيوية من ألمانيا، روبرت ألتمان في دراسة خلايا الخميرة. في منتصف القرن العشرين أن أثبتت دور الحمض النووي في علم الوراثة. فقط ثم وصف وأنواع من الحمض النووي الريبي، وظائف، وهلم جرا. 80-90٪ من وزنها في الخلية تقع على ص-RNA، وتشكيل جنبا إلى جنب مع البروتين والريبوسوم يشارك في تخليق البروتين.

في الستينات من القرن الماضي لأول مرة اقترح أنه يجب أن يكون هناك نوع الذي يحمل المعلومات الوراثية لتخليق البروتين. بعد هذا البحث وجدت أن هناك مثل هذه المعلومات الأحماض النووي الريبي تمثل نسخا متكاملة من الجينات. ودعوا الرنا المرسال.

في فك رموز المعلومات المسجلة أنها تنطوي على ما يسمى النقل الحمضية.

وقد وضعت وسائل لاحقة كشف تسلسل النوكليوتيدات ويتم تثبيت بنية الحمض النووي الريبي في الحامض الفضاء. وهكذا، فقد وجد أن بعض منها، الذي دعا يمكن الريبوزيمات يلتصق سلسلة poliribonukleotidnye. ونتيجة لذلك، بدأنا نعتقد أنه في الوقت الذي بدأت الحياة على كوكب الأرض، وتعمل RNA دون DNA والبروتينات. وهكذا فإن جميع التحولات أداء بمشاركة لها.

بنية الحمض النووي الريبي جزيئات

كلها تقريبا من RNA - سلسلة واحدة من عديد البيوكليوتيد التي هي بدورها تتكون من monoribonukleotidov - البيورين والقواعد بيريميدين.

النيوكليوتيدات هي الأحرف الأولى تدل على القواعد:

• الأدينين (A)، A؛
• جوانين (G)، G،
• السيتوزين (C)، C،
• اليوراسيل (U)، W.

وهي مرتبطة مع بعضها السندات ثلاثة ايام وpyatifosfodiefirnymi أخرى.

أكبر عدد مختلف من النيوكليوتيدات (من بضع عشرات إلى عشرات الآلاف) المدرجة في بنية الحمض النووي الريبي. ويمكن أن تشكل هيكل الثانوي، التي تتألف أساسا من خيوط dvutsepochnyh القصيرة، التي تشكلت قواعد تكميلية.

بنية جزيء حمض ribnukleinovoy

كما سبق ذكره، فإن جزيء يحتوي على هيكل واحد الذين تقطعت بهم السبل. يتلقى RNA الهيكل الثانوي وشكل نتيجة للتفاعل بين النوكليوتيدات. البوليمر الذي مونومر هو النوكليوتيدات تتألف من بقايا السكر قواعد حمض الفوسفور والنيتروجين. جزيء من الخارج وكأنه واحد من فروع DNA. النيوكليوتيدات الأدينين والجوانين، هي جزء من الحمض النووي الريبي هي البيورين. السيتوزين واليوراسيل والقواعد بيريميدين.

عملية التوليف

لجزيء RNA توليفها، المصفوفة هو جزيء DNA. في كثير من الأحيان، ومع ذلك، فإن عملية عكسية عندما جزيئات الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين جديدة شكلت في مصفوفة النووي الريبي. يحدث هذا عندما يكون تكرار أنواع معينة من الفيروسات.

الأساس لالحيوي قد تكون أيضا جزيئات أخرى من الحمض النووي الريبي. النسخ من أن يحدث في نواة الخلية، التي تنطوي على العديد من الإنزيمات، ولكن أهمها هو بوليميريز RNA.

أنواع

اعتمادا على نوع من الحمض النووي الريبي، وظائفها هي أيضا مختلفة. وهناك عدة أنواع:

• المعلومات وRNA.
• الريباسي الريباسي.
• الحمض الريبي النووي النقال النقل؛
• قاصر.
• الريبوزيمات.
• الفيروسية.

معلومات الحمض النووي الريبي

وتسمى هذه الجزيئات المصفوفة. فهم يشكلون خلية لحوالي اثنين في المئة من المجموع. في الخلايا حقيقية النواة، وتوليفها أنها في نواة للصفائف DNA، ثم يمر إلى السيتوبلازم وملزمة لريبوسوم. وعلاوة على ذلك، فإنها تصبح نماذج لتخليق البروتين: وانضم اليهم نقل RNA، التي تحمل الأحماض الأمينية. وهكذا فإن عملية تحويل المعلومات التي تتحقق في بنية فريدة من نوعها من البروتين. في بعض RNA الفيروسي هو أيضا كروموسوم.

يعقوب ومانو هي فتاحات من هذا النوع. عدم وجود بنية جامدة، وأنها تشكل دائرة حلقة منحنية. لا يعمل، ويتم طي الحمض النووي الريبي ودخلت الكرة، وفي العمل من أجل تأخذ مكان.

مرنا يحمل المعلومات حول تسلسل الأحماض الأمينية في البروتين الذي يتم تصنيعه. يتم ترميز كل الأحماض الأمينية في مكان معين مع مساعدة من الشفرات الوراثية، التي هي غريبة:

• الثلاثي - أربعة mononucleotides الممكنة لبناء أربعة وستين الكودونات (الشفرة الوراثية)؛
• neperekreschivaemost - تدفق المعلومات في اتجاه واحد.
• الاستمرارية - مبدأ العمل يأتي لكون-RNA واحد - واحد من البروتين.
• يتم ترميز هذا أو هذا النوع من الأحماض الأمينية في جميع الكائنات الحية على حد سواء - عالمية.
• الانحطاط - من المعروف أن الأحماض الأمينية العشرين وكودون - واحد وستين، وهذا هو، يتم ترميز من قبل عدد من الشفرات الوراثية.

حمض النووي الريبي الريباسي

وتشكل هذه الجزيئات الغالبية العظمى من الرنا الخلوية، أي ثمانين إلى تسعين في المئة من المجموع. تتحد مع البروتينات وتتشكل الريبوسومات - هذه العضيات أداء تخليق البروتين.

ريبوسوم تتكون خمسة وستين في المئة من ع-RNA وخمسة وثلاثين في المئة من البروتين. هذه السلسلة عديد النوكليوتيد الانحناءات بسهولة مع البروتين.

يتكون الريبوسوم من أجزاء الأحماض الأمينية وببتيد. فهي تقع على أسطح الاتصال.

الريبوسومات التحرك بحرية في الخلية لتجميع البروتينات في الأماكن الصحيحة. فهي ليست محددة جدا، ولا يمكن فقط قراءة المعلومات من مرنا، ولكن أيضا لتشكيل مصفوفة معهم.

حمض النووي الريبي النقل

الحمض الريبي النووي النقال الأكثر دراسة. وهم يشكلون عشرة في المئة من الحمض النووي الريبي الخلوية. هذه الأنواع من ربط RNA إلى الأحماض الأمينية عن طريق إنزيم خاص، وتسليمها إلى الريبوسومات. في هذه الحالة، يتم نقل الأحماض الأمينية من جزيئات النقل. ومع ذلك، فإنه يحدث ذلك ترميز الحمض الأميني الكودونات مختلفة. ثم نقلها هناك العديد من نقل الحمض النووي الريبي.

انها دخلت الكرة، عندما نشط، سير، ولها شكل ورقة البرسيم.

وميزت المجالات التالية:

• متقبل الجذعية وجود تسلسل النوكليوتيدات ACC.
• جزء خدمة لمرفق إلى الريبوسوم.
• مقابلة الرامزة ترميز الأحماض الأمينية، وهو يعلق على هذا الحمض الريبي النووي النقال.

شكل طفيف حمض النووي الريبي

في الآونة الأخيرة، واستكملت الأنواع RNA من قبل فئة جديدة، ما يسمى الرنا الصغيرة. ومن المرجح أن تكون وحدة تحكم العالمية التي تمكين أو تعطيل الجينات في التطور الجنيني، وأيضا تسيطر على العمليات داخل الخلايا.

الريبوزيمات أيضا كشفت مؤخرا، أنهم متورطون بنشاط، عندما المخمرة الرنا، لكونها حافزا.

أنواع من الأحماض الفيروسية

الفيروس يمكن أن تشمل إما حمض النووي الريبي النووي الريبي منقوص الأكسجين أو. لذلك، مع كل جزيئات تسمى التي تحتوي على الحمض النووي الريبي. عندما تم حقنها في الخلية للفيروس يحدث عكس النسخ - على أساس حمض النووي الريبي، DNA الجديد المضمنة في الخلية، وضمان وجود و تكاثر الفيروس. وفي قضية أخرى، وتشكيل RNA مكملة لاستلامها. فيروسات البروتينات الوظائف الحيوية والاستنساخ غني DNA، ولكن فقط على أساس المعلومات الواردة في RNA الفيروس.

تكرار

من أجل تحسين الفهم العام للحاجة إلى النظر في عملية النسخ المتماثل، حيث هناك نوعان من جزيئات متطابقة من الحمض النووي. هكذا يبدأ انقسام الخلايا.

أنها تنطوي على البلمرة DNA، التي تعتمد على الحمض النووي RNA البلمرة ويغاز DNA.

تتضمن عملية النسخ المتماثل الخطوات التالية:

• despiralization - هو متسلسل الفك DNA الأم مثيرة جزيء كله؛
• يتم تقسيم السندات الهيدروجين، حيث سلاسل منفصلة ويظهر شوكة تنسخي.
• dNTPs تعديل المحررة لسلسلة قواعد الأم.
• انشقاق من بيروفوسفات من جزيئات dNTPs وتشكيل fosfornodiefirnyh العلاقات على حساب الطاقة؛
• respiralizatsiya.

بعد تشكيل التابعة جزيء تنقسم النواة، السيتوبلازم والراحة. وهكذا، تتشكل الخلايا ابنة اثنين، تماما استلام كافة المعلومات الوراثية.

وبالإضافة إلى ذلك، فإن الهيكل الأساسي المشفرة من البروتينات التي تم تجميعها في الخلية. DNA في هذه العملية تستغرق جزءا غير المباشر، وليس مباشرة، وتتكون في حقيقة أنه يحدث في تخليق DNA تشارك في تكوين البروتينات، RNA. وهذا ما يسمى عملية النسخ.

نسخ

يحدث تركيب جميع الجزيئات أثناء النسخ، أي تدوين المعلومات الوراثية من الحمض النووي الاوبرون معين. عملية مشابهة في بعض الجوانب لتكرار، والبعض الآخر يختلف كثيرا عن ذلك.

وتشمل أوجه التشابه الأجزاء التالية:

• هو بداية لuncoiling من DNA.
• تمزق الروابط الهيدروجينية بين الدوائر القواعد.
• هو مكمل لتكييف NTF.
• تشكيل روابط هيدروجينية.

الاختلافات من النسخ المتماثل:

• عندما جزء تقسم النسخ DNA، النسخي المناسب، في حين يمر بها untwisting تكرار جزيء كله؛
• عندما كتب التكيف NTF احتواء ريبوز واليوراسيل بدلا من الثايمين.
• هو مكتوب المعلومات قبالة فقط مع مجموعة محددة سلفا.
• بعد تشكيل روابط هيدروجينية وسلسلة جزيء يتم تصنيعه مكسورة، والشرائح سلسلة مع DNA.

لسير العمل العادي للهيكل الأساسي من RNA يجب أن يحتوي الإكسونات الوحيدة خرجت من الخدمة مع مواقع DNA.

لقد بدأنا للتو عملية نضوج RNA تشكيلها. يتم قطع المقاطع الصامتة، مخيط وشكل بالمعلومات سلسلة عديد النوكليوتيد. وعلاوة على ذلك، كل نوع لديه التحول مميزة.

مرنا يحدث الانضمام إلى نهاية الأولية. وبحلول نهاية الجزء ينضم poliadenilat.

الحمض الريبي النووي النقال تعديل قاعدة، وتشكيل الأنواع طفيفة.

وفي ف RNA وقواعد مميثل منفصلة.

حماية من التلف وتحسين وسائل النقل من البروتينات في السيتوبلازم. RNA في دولة ناضجة وترتبط معهم.

معنى الأحماض النووي الريبي منقوص الأكسجين والنووي الريبي

الأحماض النووية هي ذات أهمية كبيرة في الكائن الحي. كانوا يخزنون ونقلها إلى السيتوبلازم والتي ورثها المعلومات الخلايا الوليدة على البروتينات تصنيعه في كل خلية. كانت موجودة في جميع الكائنات الحية، واستقرار هذه الأحماض أمر ضروري لسير العمل العادي في كل من الخلية والكائن الحي بأكمله. إن أي تغييرات في هيكلها يؤدي إلى التغيرات الخلوية.