Գոյություն ունի ՌՆԹ-ի երեք տեսակ՝ ռիբոսոմային, տրանսպորտային և սուրհանդակային ռիբոնուկլեինային ՌՆԹ: Ամեն ինչ կախված է մոլեկուլների կառուցվածքից, չափերից և կատարվող ֆունկցիաներից։

Որո՞նք են ռիբոսոմային ՌՆԹ-ի (rRNA) բնութագրերը

Ռիբոսոմային ՌՆԹ-ները կազմում են բջջի ողջ ՌՆԹ-ի 85%-ը: Դրանք սինթեզվում են միջուկում։ Ռիբոսոմային ՌՆԹ-ները ռիբոսոմների կառուցվածքային բաղադրիչն են և անմիջականորեն մասնակցում են սպիտակուցների կենսասինթեզին:

Ռիբոսոմները բջջային օրգանելներ են, որոնք բաղկացած են չորս rRNA-ներից և մի քանի տասնյակ սպիտակուցներից։ Նրանց հիմնական գործառույթը սպիտակուցի սինթեզն է:

Ինչու են անհրաժեշտ տրանսֆերային ՌՆԹ-ներ:

Տրանսֆերային ՌՆԹ-ները (tRNA) բջջի ամենափոքր ռիբոնուկլեինաթթուներն են: Նրանք կազմում են բոլոր բջջային ՌՆԹ-ների 10%-ը: Տրանսֆերային ՌՆԹ-ները ձևավորվում են ԴՆԹ-ի միջուկում, այնուհետև տեղափոխվում են ցիտոպլազմա: Յուրաքանչյուր tRNA-ն տեղափոխում է հատուկ ամինաթթուներ դեպի ռիբոսոմներ, որտեղ դրանք միացված են պեպտիդային կապերով հատուկ հաջորդականությամբ, որը նշված է սուրհանդակ ՌՆԹ-ով:

Տրանսֆերային ՌՆԹ-ի մոլեկուլն ունի երկու ակտիվ տեղամաս՝ եռյակ հակակոդոնը և ընդունող ծայրը: Ընդունիչի վերջը ամինաթթվի «վայրէջքի հարթակն» է: Մոլեկուլի մյուս ծայրում գտնվող հակակոդոնը նուկլեոտիդների եռյակ է, որը լրացնում է համապատասխան սուրհանդակ ՌՆԹ կոդոնին:

Յուրաքանչյուր ամինաթթու համապատասխանում է երեք նուկլեոտիդների հաջորդականությանը` եռյակ: Նուկլեոտիդը նուկլեինաթթվի մոնոմեր է, որը բաղկացած է ֆոսֆատային խմբից, պենտոզային խմբից և ազոտային հիմքից։

Տարբեր ամինաթթուներ տեղափոխող tRNA-ների համար հակակոդոնը տարբեր է: Եռյակը կոդավորում է տեղեկատվություն հենց այն ամինաթթվի մասին, որը կրում է այս մոլեկուլը:

Որտե՞ղ են սինթեզվում սուրհանդակային ՌՆԹ-ները և ո՞րն է դրանց դերը:

Տեղեկատվությունը կամ սուրհանդակային ՌՆԹ-ն (mRNA, mRNA) սինթեզվում է ԴՆԹ-ի երկու շղթաներից մեկի հատվածի վրա՝ ՌՆԹ պոլիմերազ ֆերմենտի ազդեցության տակ: Դրանք կազմում են բջջի ՌՆԹ-ի 5%-ը։ mRNA-ի ազոտային հիմքերի հաջորդականությունը խստորեն լրացնում է ԴՆԹ-ի հատվածի հիմքերի հաջորդականությունը. ուրացիլային mRNA-ն համապատասխանում է ադենինին ԴՆԹ-ում, ադենինը` թիմինին, ցիտոսինին` գուանինին, գուանինը` ցիտոսինին:

Մեսսենջեր ՌՆԹ-ն կարդում է ժառանգական տեղեկատվությունը քրոմոսոմային ԴՆԹ-ից և փոխանցում այն ​​ռիբոսոմներին, որտեղ այդ տեղեկատվությունը ներդրվում է: mRNA-ի նուկլեոտիդային հաջորդականությունը պարունակում է տեղեկատվություն սպիտակուցի կառուցվածքի մասին։

ՌՆԹ-ի մոլեկուլները կարող են հայտնաբերվել միջուկում, ցիտոպլազմում, ռիբոսոմներում, միտոքոնդրիումներում և պլաստիդներում: Սկսած տարբեր տեսակներՌՆԹ-ն ծալվում է միասին ֆունկցիոնալ համակարգ, որն ուղղված է սպիտակուցների սինթեզի միջոցով ժառանգական տեղեկատվության իրականացմանը:

Մոլեկուլը ցանկացած օրգանիզմի հավասարապես կարևոր բաղադրիչ է, այն առկա է պրոկարիոտ բջիջներում և որոշ բջիջներում (ՌՆԹ պարունակող վիրուսներ):

Մենք ուսումնասիրեցինք մոլեկուլի ընդհանուր կառուցվածքը և կազմը «» դասախոսության մեջ, այստեղ մենք կքննարկենք հետևյալ հարցերը.

• ՌՆԹ-ի ձևավորում և ԴՆԹ կոմպլեմենտարություն
• արտագրում
• հեռարձակում (սինթեզ)

ՌՆԹ-ի կառուցվածքը

Այսպիսով, ՌՆԹ մոլեկուլի կառուցվածքը միաշղթա մոլեկուլ է և պարունակում է 4 տեսակի ազոտային հիմքեր.

Ա, U, ԳԵվ Գ

Կան 3 ՌՆԹ-ի տեսակը:

1. Տեղեկատվություն կամ մատրիցա - i- (m-) RNA- սպիտակուցի կառուցվածքի մասին տեղեկատվություն է փոխանցում ԴՆԹ-ից մինչև սպիտակուցի սինթեզի վայր: (Գտնվում է բջիջների միջուկում և ցիտոպլազմում)
2. Տրանսֆերային ՌՆԹ - t-RNA- ամինաթթուները տեղափոխում է սպիտակուցի սինթեզի վայր՝ ռիբոսոմներ
3. Ռիբոսոմային ՌՆԹ - r-RNA-մաս է կազմում ռիբոսոմների - կազմում է նրա կառուցվածքի 50%-ը

Տառադարձում և հեռարձակում

ՌՆԹ տառադարձում

Այսպիսով, ինչպես գիտենք, յուրաքանչյուր օրգանիզմ եզակի է։

Տառադարձում- ՌՆԹ-ի սինթեզի գործընթացը, օգտագործելով ԴՆԹ-ն որպես ձևանմուշ, որը տեղի է ունենում բոլոր կենդանի բջիջներում: Այլ կերպ ասած, դա գենետիկ տեղեկատվության փոխանցումն է ԴՆԹ-ից ՌՆԹ:

Ըստ այդմ, յուրաքանչյուր օրգանիզմի ՌՆԹ-ն նույնպես յուրահատուկ է։ Ստացված m- (կաղապար կամ տեղեկատվական) ՌՆԹ-ն լրացնում է մեկ ԴՆԹ շղթան: Ինչպես ԴՆԹ-ի դեպքում, այն «օգնում է» արտագրմանը ՌՆԹ պոլիմերազային ֆերմենտ.Ճիշտ այնպես, ինչպես Հայաստանում, գործընթացը սկսվում է նախաձեռնություն(=սկիզբ), հետո գնում երկարաձգում(=ընդլայնում, շարունակություն) և ավարտվում դադարեցում(=ընդմիջում, ավարտ):

Գործընթացի վերջում m-RNA-ն արտազատվում է ցիտոպլազմա:

Հեռարձակում

Ընդհանրապես, թարգմանությունը շատ բարդ գործընթաց է և նման է լավ մշակված ավտոմատ վիրահատության: Մենք կանդրադառնանք «պարզեցված տարբերակին»՝ պարզապես հասկանալու համար այս մեխանիզմի հիմնական գործընթացները, որի հիմնական նպատակը մարմնին սպիտակուցով ապահովելն է:

• m-RNA մոլեկուլը թողնում է միջուկը ցիտոպլազմայի մեջ և միանում է ռիբոսոմին:
• Այս պահին ցիտոպլազմայի ամինաթթուները ակտիվանում են, բայց կա մեկ «բայց»՝ m-RNA-ն և ամինաթթուները չեն կարող ուղղակիորեն փոխազդել: Նրանց պետք է «ադապտեր»
• Այս ադապտերը դառնում է t-(փոխանցում) ՌՆԹ. Յուրաքանչյուր ամինաթթու ունի իր սեփական tRNA: tRNA-ն ունի նուկլեոտիդների հատուկ եռյակ (հակակոդոն), որը լրացնում է m-RNA-ի որոշակի հատվածը և այն «կցում» է ամինաթթու այս կոնկրետ հատվածին։
• Իր հերթին, հատուկ ֆերմենտների օգնությամբ կապ է ստեղծում դրանց միջև. ռիբոսոմը շարժվում է m-RNA-ի երկայնքով, ինչպես սահիկը օձի ամրացման երկայնքով: Պոլիպեպտիդային շղթան աճում է այնքան ժամանակ, մինչև ռիբոսոմը հասնի կոդոնին (3 ամինաթթու), որը համապատասխանում է «STOP» ազդանշանին: Այնուհետեւ շղթան կոտրվում է, եւ սպիտակուցը հեռանում է ռիբոսոմից։

Գենետիկ կոդը

Գենետիկ կոդը- նուկլեոտիդների հաջորդականությամբ սպիտակուցների ամինաթթուների հաջորդականությունը կոդավորելու բոլոր կենդանի օրգանիզմներին բնորոշ մեթոդ:

Ինչպես օգտագործել աղյուսակը:

• Գտեք ձախ սյունակում առաջին ազոտային հիմքը.
• Գտեք երկրորդ հիմքը վերևից;
• Որոշեք երրորդ հիմքը աջ սյունակում:

Բոլոր երեքի խաչմերուկն այն ամինաթթունն է, որն անհրաժեշտ է ստացված սպիտակուցի մեջ:

Գենետիկ կոդի հատկությունները

1. Եռակի- կոդի իմաստալից միավորը երեք նուկլեոտիդների (եռյակ կամ կոդոն) համակցությունն է:
2. Շարունակականություն- Եռյակների միջև չկան կետադրական նշաններ, այսինքն՝ տեղեկատվությունը շարունակաբար ընթերցվում է։
3. Ոչ համընկնող- նույն նուկլեոտիդը չի կարող միաժամանակ լինել երկու կամ ավելի եռյակի մաս:
4. Եզակիություն (յուրահատկություն)- հատուկ կոդոնը համապատասխանում է միայն մեկ ամինաթթվի:
5. Դեգեներացիա (ավելորդություն)- մի քանի կոդոններ կարող են համապատասխանել նույն ամինաթթունին:
6. Բազմակողմանիություն- գենետիկ կոդը նույնն է գործում բարդության տարբեր մակարդակների օրգանիզմներում՝ վիրուսներից մինչև մարդ

Այս հատկությունները անգիր անելու կարիք չկա։ Կարևոր է հասկանալ, որ գենետիկ կոդը ունիվերսալ է բոլոր կենդանի օրգանիզմների համար: Ինչո՞ւ։ Այո, քանի որ այն հիմնված է

ՌՆԹ- պոլիմեր, որի մոնոմերներն են ռիբոնուկլեոտիդներ. Ի տարբերություն ԴՆԹ-ի՝ ՌՆԹ-ն ձևավորվում է ոչ թե երկու, այլ մեկ պոլինուկլեոտիդային շղթայով (բացառությամբ, որ ՌՆԹ պարունակող որոշ վիրուսներ ունեն երկշղթա ՌՆԹ)։ ՌՆԹ նուկլեոտիդներն ունակ են միմյանց հետ ջրածնային կապեր ստեղծել։ ՌՆԹ շղթաները շատ ավելի կարճ են, քան ԴՆԹ-ի շղթաները:

ՌՆԹ մոնոմեր - նուկլեոտիդ (ռիբոնուկլեոտիդ)- բաղկացած է երեք նյութերի մնացորդներից՝ 1) ազոտային հիմքից, 2) հինգածխածնային մոնոսաքարիդից (պենտոզա) և 3) ֆոսֆորաթթու։ ՌՆԹ-ի ազոտային հիմքերը նույնպես պատկանում են պիրիմիդինների և պուրինների դասերին։

ՌՆԹ-ի պիրիմիդինային հիմքերն են ուրացիլը, ցիտոզինը, իսկ պուրինային հիմքերը՝ ադենինը և գուանինը։ ՌՆԹ նուկլեոտիդ մոնոսաքարիդը ռիբոզ է։

Ընդգծել երեք տեսակի ՌՆԹ: 1) տեղեկատվական(սուրհանդակ) ՌՆԹ - mRNA (mRNA), 2) տրանսպորտՌՆԹ - tRNA, 3) ռիբոսոմայինՌՆԹ - rRNA.

ՌՆԹ-ի բոլոր տեսակները չճյուղավորված պոլինուկլեոտիդներ են, ունեն հատուկ տարածական կոնֆորմացիա և մասնակցում են սպիտակուցների սինթեզի գործընթացներին։ ՌՆԹ-ի բոլոր տեսակների կառուցվածքի մասին տեղեկատվությունը պահվում է ԴՆԹ-ում։ ԴՆԹ-ի կաղապարի վրա ՌՆԹ-ի սինթեզման գործընթացը կոչվում է տրանսկրիպցիա։

Տրանսֆերային ՌՆԹսովորաբար պարունակում է 76 (75-ից 95) նուկլեոտիդներ; մոլեկուլային քաշը՝ 25000–30000 tRNA-ն կազմում է բջջի ընդհանուր ՌՆԹ-ի մոտ 10%-ը: tRNA-ի գործառույթները. 1) ամինաթթուների տեղափոխումը սպիտակուցի սինթեզի վայր, ռիբոսոմներ, 2) թարգմանական միջնորդ. Բջջում հայտնաբերվել է tRNA-ի մոտ 40 տեսակ, որոնցից յուրաքանչյուրն ունի եզակի նուկլեոտիդային հաջորդականություն: Այնուամենայնիվ, բոլոր tRNA-ներն ունեն մի քանի ներմոլեկուլային կոմպլեմենտար շրջաններ, ինչի շնորհիվ tRNA-ները ձեռք են բերում երեքնուկի տերևանման կոնֆորմացիա։ Ցանկացած tRNA-ն ունի ռիբոսոմի հետ շփման հանգույց (1), հակակոդոնային հանգույց (2), ֆերմենտի հետ շփման հանգույց (3), ընդունող ցողուն (4) և հակակոդոն (5): Ամինաթթուն ավելացվում է ընդունող ցողունի 3 դյույմ ծայրին: Հակակոդոն- երեք նուկլեոտիդ, որոնք «նույնականացնում են» mRNA կոդոնը: Պետք է ընդգծել, որ հատուկ tRNA-ն կարող է փոխադրել իր հակակոդոնին համապատասխան խիստ սահմանված ամինաթթու: Ամինաթթվի և tRNA-ի միջև կապի առանձնահատկությունը ձեռք է բերվում ամինոացիլ-tRNA սինթետազ ֆերմենտի հատկությունների շնորհիվ:

Ռիբոսոմային ՌՆԹպարունակում է 3000–5000 նուկլեոտիդ; մոլեկուլային քաշը՝ 1,000,000–1,500,000 rRNA-ն կազմում է բջջի ընդհանուր ՌՆԹ-ի 80–85%-ը։ Ռիբոսոմային սպիտակուցների հետ համալիրում rRNA-ն ձևավորում է ռիբոսոմներ՝ օրգանելներ, որոնք իրականացնում են սպիտակուցի սինթեզ։ Էուկարիոտիկ բջիջներում rRNA սինթեզը տեղի է ունենում միջուկներում: rRNA-ի գործառույթները 1) ռիբոսոմների անհրաժեշտ կառուցվածքային բաղադրիչ և, այդպիսով, ապահովելով ռիբոսոմների գործունեությունը. 2) ռիբոսոմի և tRNA-ի փոխազդեցության ապահովում. 3) ռիբոսոմի և mRNA-ի սկզբնավորող կոդոնի սկզբնական կապը և ընթերցման շրջանակի որոշումը, 4) ռիբոսոմի ակտիվ կենտրոնի ձևավորումը.

Ըստ քիմիական կառուցվածքըՌՆԹ-ն (ռիբոնուկլեինաթթու) նուկլեինաթթու է, որն ունի բազմաթիվ նմանություններ ԴՆԹ-ին։ ԴՆԹ-ից կարևոր տարբերություններն այն են, որ ՌՆԹ-ն բաղկացած է մեկ շղթայից, շղթան ինքնին ավելի կարճ է, ՌՆԹ-ն պարունակում է ուրացիլ՝ թիմինի փոխարեն, իսկ ռիբոզը՝ դեզօքսիրիբոզի փոխարեն:

ՌՆԹ-ի կառուցվածքը բիոպոլիմեր է, որի մոնոմերները նուկլեոտիդներ են։ Յուրաքանչյուր նուկլեոտիդ բաղկացած է ֆոսֆորաթթվի մնացորդից, ռիբոզից և ազոտային հիմքից։

ՌՆԹ-ի ընդհանուր ազոտային հիմքերն են՝ ադենինը, գուանինը, ուրացիլը և ցիտոզինը։ Ադենինը և գուանինը պուրիններ են, իսկ ուրացիլը և ցիտոզինը պիրիմիդիններ են: Պուրինային հիմքերը բաղկացած են երկու օղակից, իսկ պիրիմիդինային հիմքերը ունեն մեկ օղակ: Բացի թվարկված ազոտային հիմքերից, ՌՆԹ-ն պարունակում է նաև ուրիշներ (հիմնականում թվարկվածների տարբեր ձևափոխումներ), այդ թվում՝ թիմին, որը բնորոշ է ԴՆԹ-ին։

Ռիբոզը պենտոզա է (ածխաջրածին, որը պարունակում է հինգ ածխածնի ատոմ): Ի տարբերություն դեզօքսիռիբոզի, այն ունի լրացուցիչ հիդրօքսիլ խումբ, որն ավելի ակտիվ է դարձնում ՌՆԹ-ն քիմիական ռեակցիաներում ԴՆԹ-ի համեմատ։ Ինչպես բոլոր նուկլեինաթթուներում, այնպես էլ ՌՆԹ-ում պենտոզան ունի ցիկլային ձև:

Նուկլեոտիդները միացվում են պոլինուկլեոտիդային շղթայի մեջ ֆոսֆորաթթվի մնացորդների և ռիբոզի միջև կովալենտային կապերով։ Ֆոսֆորաթթվի մի մնացորդը կապված է ռիբոզի հինգերորդ ածխածնի հետ, իսկ մյուսը (հարակից նուկլեոտիդից) կապված է ռիբոզի երրորդ ածխածնի հետ։ Ազոտային հիմքերը կապված են ռիբոզի առաջին ածխածնի ատոմի հետ և գտնվում են ֆոսֆատ-պենտոզային ողնաշարին ուղղահայաց։

Կովալենտային կապակցված նուկլեոտիդները կազմում են ՌՆԹ մոլեկուլի առաջնային կառուցվածքը։ Այնուամենայնիվ, ՌՆԹ-ները շատ տարբեր են իրենց երկրորդական և երրորդական կառուցվածքով, ինչը պայմանավորված է նրանց կատարած բազմաթիվ գործառույթներով և ՌՆԹ-ի տարբեր տեսակների առկայությամբ:

ՌՆԹ-ի երկրորդական կառուցվածքը ձևավորվում է ազոտային հիմքերի միջև առաջացող ջրածնային կապերի պատճառով: Սակայն, ի տարբերություն ԴՆԹ-ի, ՌՆԹ-ում այդ կապերը չեն առաջանում տարբեր (երկու) պոլինուկլեոտիդային շղթաների միջև, այլ տարբեր ձևերովմեկ շղթայի ծալում (օղակներ, հանգույցներ և այլն): Այսպիսով, ՌՆԹ-ի մոլեկուլների երկրորդական կառուցվածքը շատ ավելի բազմազան է, քան ԴՆԹ-ի կառուցվածքը (որտեղ գրեթե միշտ կրկնակի պարույր է):

ՌՆԹ-ի շատ մոլեկուլների կառուցվածքը ենթադրում է նաև երրորդական կառուցվածք, երբ մոլեկուլի այն հատվածները, որոնք արդեն զուգակցված են ջրածնային կապերի պատճառով, ծալվում են: Օրինակ՝ երկրորդական կառուցվածքի մակարդակով փոխանցվող ՌՆԹ-ի մոլեկուլը ծալվում է այնպիսի ձևով, որը հիշեցնում է երեքնուկի տերևը։ Իսկ երրորդական կառուցվածքի մակարդակում ծալվում է այնպես, որ նմանվում է G տառին։

Ռիբոսոմային ՌՆԹ-ն սպիտակուցների հետ (ռիբոնուկլեոպրոտեիններ) կազմում է բարդույթներ։

Եթե ​​նախկինում գերակշռող կարծիքը վերաբերում էր ՌՆԹ-ի երկրորդական դերին, ապա այժմ պարզ է, որ դա անհրաժեշտ է և էական տարրբջջային կյանք. Շատերի մեխանիզմները...

Masterweb-ից

09.04.2018 14:00

ԴՆԹ-ի և ՌՆԹ-ի տարբեր տեսակներ՝ նուկլեինաթթուներ, մոլեկուլային կենսաբանության ուսումնասիրության առարկաներից են։ Այս գիտության ամենահեռանկարային և արագ զարգացող ոլորտներից է վերջին տարիներինՌՆԹ հետազոտություն էր:

Հակիրճ ՌՆԹ-ի կառուցվածքի մասին

Այսպիսով, ՌՆԹ-ն՝ ռիբոնուկլեինաթթուն, բիոպոլիմեր է, որի մոլեկուլը չորս տեսակի նուկլեոտիդներից կազմված շղթա է։ Յուրաքանչյուր նուկլեոտիդ, իր հերթին, բաղկացած է ազոտային հիմքից (ադենին A, գուանին G, ուրացիլ U կամ ցիտոզին C)՝ համակցված շաքարավազի ռիբոզից և ֆոսֆորաթթվի մնացորդից։ Ֆոսֆատի մնացորդները, զուգակցվելով հարևան նուկլեոտիդների ռիբոզի հետ, «խաչ կապում են» ՌՆԹ-ի բաղկացուցիչ բլոկները մակրոմոլեկուլի՝ պոլինուկլեոտիդի մեջ։ Այսպես է ձևավորվում ՌՆԹ-ի առաջնային կառուցվածքը։

Երկրորդական կառուցվածքը `կրկնակի շղթայի ձևավորումը, ձևավորվում է մոլեկուլի որոշ մասերում` ազոտային հիմքերի փոխլրացման սկզբունքի համաձայն.

Իր աշխատանքային ձևով ՌՆԹ մոլեկուլը ձևավորում է նաև երրորդական կառուցվածք՝ հատուկ տարածական կառուցվածք, կոնֆորմացիա։

ՌՆԹ սինթեզ

ՌՆԹ-ի բոլոր տեսակները սինթեզվում են ՌՆԹ պոլիմերազ ֆերմենտի միջոցով: Այն կարող է կախված լինել ԴՆԹ-ից և ՌՆԹ-ից, այսինքն՝ կարող է կատալիզացնել սինթեզը ինչպես ԴՆԹ-ի, այնպես էլ ՌՆԹ-ի կաղապարների վրա։

Սինթեզը հիմնված է հիմքերի փոխլրացման և գենետիկ կոդի ընթերցման հակազուգահեռ ուղղության վրա և ընթանում է մի քանի փուլով։

Նախ, ՌՆԹ պոլիմերազը ճանաչվում և կապվում է ԴՆԹ-ի նուկլեոտիդների հատուկ հաջորդականության հետ՝ պրոմոտորին, որից հետո ԴՆԹ-ի կրկնակի պարույրը արձակվում է փոքր տարածքում և ՌՆԹ մոլեկուլի հավաքումը սկսվում է շղթաներից մեկի վրա, որը կոչվում է կաղապար ( ԴՆԹ-ի մյուս շղթան կոչվում է կոդավորում, դրա պատճենն է սինթեզվում ՌՆԹ): Պրոմոտորի անհամաչափությունը որոշում է, թե ԴՆԹ-ի որ շղթան կծառայի որպես ձևանմուշ, և դրանով իսկ թույլ է տալիս ՌՆԹ պոլիմերազին սինթեզ սկսել ճիշտ ուղղությամբ:

Հաջորդ փուլը կոչվում է երկարացում: Տրանսկրիպցիոն համալիրը, ներառյալ ՌՆԹ պոլիմերազը և ԴՆԹ-ՌՆԹ հիբրիդով չոլորված շրջանը, սկսում են շարժվել: Այս շարժման ընթացքում աճող ՌՆԹ-ի շղթան աստիճանաբար առանձնանում է, և ԴՆԹ-ի կրկնակի պարույրը արձակվում է համալիրի դիմաց և վերականգնվում նրա հետևում:

Սինթեզի վերջնական փուլը տեղի է ունենում, երբ ՌՆԹ պոլիմերազը հասնում է կաղապարի հատուկ շրջան, որը կոչվում է տերմինատոր: Գործընթացի ավարտը (ավարտումը) կարելի է հասնել տարբեր ձևերով.

ՌՆԹ-ի հիմնական տեսակները և դրանց գործառույթները բջիջներում

Դրանք հետևյալն են.

• Մատրից կամ տեղեկատվություն (mRNA): Դրա միջոցով կատարվում է տրանսկրիպցիա՝ ԴՆԹ-ից գենետիկ տեղեկատվության փոխանցում։
• Ռիբոսոմային (rRNA), որն ապահովում է թարգմանության գործընթացը՝ սպիտակուցի սինթեզը mRNA մատրիցայի վրա։
• Տրանսպորտ (tRNA): Ճանաչում և տեղափոխում է ամինաթթուները ռիբոսոմ, որտեղ տեղի է ունենում սպիտակուցի սինթեզ, ինչպես նաև մասնակցում է թարգմանությանը:
• Փոքր ՌՆԹ-ները փոքր մոլեկուլների մեծ դաս են, որոնք կատարում են տարբեր գործառույթներ տառադարձման, ՌՆԹ-ի հասունացման և թարգմանության գործընթացներում։
• ՌՆԹ գենոմները կոդավորող հաջորդականություններ են, որոնք պարունակում են գենետիկական տեղեկատվություն որոշ վիրուսների և վիրոիդների համար:

1980-ականներին հայտնաբերվեց ՌՆԹ-ի կատալիտիկ ակտիվությունը։ Այս հատկությամբ մոլեկուլները կոչվում են ռիբոզիմներ: Դեռևս հայտնի չեն շատ բնական ռիբոզիմներ, որոնց կատալիտիկ կարողությունը ավելի ցածր է, քան սպիտակուցները, բայց բջիջում դրանք գործում են բացառապես կարևոր գործառույթներ. Ներկայումս հաջող աշխատանքներ են տարվում ռիբոզիմների սինթեզի ուղղությամբ, որոնք ունեն նաև գործնական նշանակություն։

Եկեք ավելի սերտ նայենք ՌՆԹ-ի մոլեկուլների տարբեր տեսակներին:

Մեսսենջեր (մեսենջեր) ՌՆԹ

Այս մոլեկուլը սինթեզվում է ԴՆԹ-ի չոլորված հատվածի վրա՝ այդպիսով պատճենելով որոշակի սպիտակուցը կոդավորող գենը:

Էուկարիոտիկ բջիջների ՌՆԹ-ն, իր հերթին, դառնալով սպիտակուցի սինթեզի մատրիցա, պետք է հասունանա, այսինքն՝ անցնի զանազան մոդիֆիկացիաների համալիր՝ վերամշակում։

Առաջին հերթին, նույնիսկ տրանսկրիպցիոն փուլում մոլեկուլը ծածկված է. նրա ծայրին ամրացված է մեկ կամ մի քանի ձևափոխված նուկլեոտիդների հատուկ կառուցվածք՝ գլխարկ: Նա խաղում է կարևոր դերշատ հետագա գործընթացներում և մեծացնում է mRNA-ի կայունությունը: Այսպես կոչված պոլի(Ա) պոչը՝ ադենինի նուկլեոտիդների հաջորդականությունը, կցվում է առաջնային տառադարձության մյուս ծայրին։

Այնուհետև նախնական mRNA-ն ենթարկվում է միացման: Սա ոչ կոդավորող շրջանների՝ ինտրոնների մոլեկուլից հեռացումն է, որոնցից շատերը կան էուկարիոտական ​​ԴՆԹ-ում։ Այնուհետև տեղի է ունենում mRNA-ի խմբագրման ընթացակարգը, որի ընթացքում նրա բաղադրությունը քիմիապես ձևափոխվում է, ինչպես նաև մեթիլացում, որից հետո հասուն mRNA-ն հեռանում է բջջի միջուկից։

Ռիբոսոմային ՌՆԹ

Ռիբոսոմի հիմքը՝ սպիտակուցի սինթեզ ապահովող բարդույթը, կազմված է երկու երկար rRNA-ներից, որոնք կազմում են ռիբոսոմային ենթամասնիկներ։ Դրանք միասին սինթեզվում են մեկ նախաՌՌՆԹ-ի տեսքով, որն այնուհետեւ առանձնացվում է մշակման ընթացքում։ Խոշոր ենթամասնիկը ներառում է նաև ցածր մոլեկուլային քաշի rRNA՝ սինթեզված առանձին գենից։ Ռիբոսոմային ՌՆԹ-ներն ունեն ամուր փաթեթավորված երրորդական կառուցվածք, որը ծառայում է որպես օժանդակ գործառույթներ կատարող ռիբոսոմում առկա սպիտակուցների համար:

Պարապ փուլում ռիբոսոմային ստորաբաժանումները առանձնացված են. Երբ թարգմանության գործընթացը սկսվում է, փոքր ենթամասնիկի rRNA-ն միանում է սուրհանդակ ՌՆԹ-ին, որից հետո ռիբոսոմի տարրերն ամբողջությամբ միացվում են։ Երբ փոքր ենթամիավորի ՌՆԹ-ն փոխազդում է mRNA-ի հետ, վերջինս ձգվում է ռիբոսոմի միջով (որը համարժեք է մՌՆԹ-ի երկայնքով ռիբոսոմի շարժմանը): Մեծ ենթամիավորի ռիբոսոմային ՌՆԹ-ն ռիբոզիմ է, այսինքն՝ ունի ֆերմենտային հատկություններ։ Այն կատալիզացնում է ամինաթթուների միջև պեպտիդային կապերի ձևավորումը սպիտակուցի սինթեզի ժամանակ:

Հարկ է նշել, որ բջջի ողջ ՌՆԹ-ի ամենամեծ բաժինը ռիբոսոմային է՝ 70-80%: ԴՆԹ-ն ունի rRNA կոդավորող մեծ թվով գեներ, որոնք ապահովում են շատ ինտենսիվ տրանսկրիպցիա։

Տրանսֆերային ՌՆԹ

Այս մոլեկուլը ճանաչվում է հատուկ ամինաթթվի կողմից հատուկ ֆերմենտի օգնությամբ և, միանալով դրա հետ, տեղափոխում է ամինաթթուն դեպի ռիբոսոմ, որտեղ այն ծառայում է որպես միջնորդ թարգմանության գործընթացում՝ սպիտակուցի սինթեզի: Փոխանցումը տեղի է ունենում բջջի ցիտոպլազմում դիֆուզիայի միջոցով:

Նոր սինթեզված tRNA մոլեկուլները, ինչպես ՌՆԹ-ի այլ տեսակներ, ենթարկվում են վերամշակման։ Հասուն tRNA-ն իր ակտիվ ձևով ունի երեքնուկի տերևանման կոնֆորմացիա: Տերևի «կթունքի» վրա՝ ընդունող վայրում, կա CCA հաջորդականություն՝ հիդրօքսիլ խմբով, որը կապվում է ամինաթթվի հետ։ «Տերեւի» հակառակ ծայրում հակակոդոնային հանգույց է, որը կապվում է mRNA-ի կոմպլեմենտար կոդոնին: D-հանգույցը ծառայում է ամինաթթվի հետ փոխազդելու ժամանակ փոխանցվող ՌՆԹ-ն ֆերմենտին կապելու համար, իսկ T-օղակը կապում է ռիբոսոմի մեծ ենթամիավորին։

Փոքր ՌՆԹ-ներ

ՌՆԹ-ի այս տեսակները կարևոր դեր են խաղում բջջային գործընթացներում և այժմ ակտիվորեն ուսումնասիրվում են:

Օրինակ, փոքր միջուկային ՌՆԹ-ները էուկարիոտիկ բջիջներում ներգրավված են mRNA-ի միացման մեջ և, հնարավոր է, ունեն կատալիտիկ հատկություններ՝ սպլայսոսոմային սպիտակուցների հետ միասին: Փոքր միջուկային ՌՆԹ-ները մասնակցում են ռիբոսոմային և տրանսֆերային ՌՆԹ-ի մշակմանը:

Փոքր ինտերֆերները և միկրոՌՆԹ-ները գեների արտահայտման կարգավորման համակարգի ամենակարևոր տարրերն են, որոնք անհրաժեշտ են բջիջին սեփական կառուցվածքն ու կենսական գործառույթները կառավարելու համար: Այս համակարգը բջջի իմունային հակավիրուսային պատասխանի կարևոր մասն է:

Գոյություն ունի նաև փոքր ՌՆԹ-ների մի դաս, որոնք գործում են Piwi սպիտակուցների հետ բարդ: Այս բարդույթները հսկայական դեր են խաղում բողբոջային բջիջների զարգացման, սպերմատոգենեզի և շարժական գենետիկ տարրերի ճնշման գործում:

ՌՆԹ գենոմ

ՌՆԹ մոլեկուլը կարող է օգտագործվել որպես գենոմ վիրուսների մեծ մասի կողմից: Վիրուսային գենոմները տարբեր են՝ մեկ և երկշղթա, շրջանաձև կամ գծային։ Նաև ՌՆԹ վիրուսի գենոմները հաճախ հատվածավորված են և ընդհանուր առմամբ ավելի կարճ են, քան ԴՆԹ-ի գենոմները:

Գոյություն ունի վիրուսների ընտանիք, որի գենետիկական տեղեկատվությունը, որը կոդավորված է ՌՆԹ-ում, բջիջը վարակելուց հետո հակադարձ տառադարձվում է ԴՆԹ-ի, որն այնուհետև տեղադրվում է զոհի գենոմի մեջ: Սրանք այսպես կոչված ռետրովիրուսներ են: Դրանք ներառում են, մասնավորապես, մարդու իմունային անբավարարության վիրուսը։

ՌՆԹ հետազոտության կարևորությունը ժամանակակից գիտության մեջ

Եթե ​​նախկինում գերակշռող կարծիքն այն էր, որ ՌՆԹ-ն աննշան դեր է խաղում, ապա այժմ պարզ է, որ այն ներբջջային կյանքի անհրաժեշտ և էական տարր է: Առաջնային նշանակություն ունեցող շատ գործընթացներ չեն կարող տեղի ունենալ առանց ՌՆԹ-ի ակտիվ մասնակցության: Նման գործընթացների մեխանիզմները երկար ժամանակմնաց անհայտ, սակայն հետազոտության շնորհիվ տարբեր տեսակներՌՆԹ-ի և դրանց գործառույթների մասին շատ մանրամասներ աստիճանաբար ավելի պարզ են դառնում:

Հնարավոր է, որ ՌՆԹ-ն որոշիչ դեր է խաղացել Երկրի պատմության սկզբում կյանքի առաջացման և զարգացման գործում: Վերջին ուսումնասիրությունների արդյունքները հաստատում են այս վարկածը, ինչը ցույց է տալիս բջիջների գործելու բազմաթիվ մեխանիզմների անսովոր հնությունը, որոնք ներառում են ՌՆԹ-ի որոշակի տեսակներ: Օրինակ, mRNA-ում վերջերս հայտնաբերված ռիբո-անջատիչները (տրանսկրիպցիոն փուլում գեների ակտիվության առանց սպիտակուցի կարգավորման համակարգ), ըստ շատ հետազոտողների, այն դարաշրջանի արձագանքներն են, երբ պարզունակ կյանքը կառուցվել է ՌՆԹ-ի հիման վրա՝ առանց մասնակցության: ԴՆԹ-ի և սպիտակուցների. ՄիկրոՌՆԹ-ները համարվում են նաև կարգավորիչ համակարգի շատ հին բաղադրիչ: Կատալիզիկորեն ակտիվ rRNA-ի կառուցվածքային առանձնահատկությունները ցույց են տալիս նրա աստիճանական էվոլյուցիան՝ հնագույն պրոտորիբոսոմին նոր բեկորների ավելացման միջոցով:

Բժշկության տեսական և կիրառական ոլորտների համար չափազանց կարևոր է նաև ՌՆԹ-ի տեսակների և դրանց մասնակցության որոշակի գործընթացներում մանրակրկիտ ուսումնասիրությունը:

Կիևյան փողոց, 16 0016 Հայաստան, Երևան +374 11 233 255