Ժամանակները, որտեղ մենք ապրում ենք, նշանավորվում են ահռելի փոփոխություններով, ահռելի առաջընթացով, երբ մարդիկ ավելի ու ավելի շատ նոր հարցերի պատասխաններ են ստանում։ Կյանքն արագորեն առաջ է ընթանում, և այն, ինչ մինչև վերջերս անհնար էր թվում, սկսում է իրականանալ։ Միանգամայն հնարավոր է, որ այն, ինչ այսօր թվում է ֆանտաստիկայի ժանրի սյուժե, շուտով ձեռք բերի նաև իրականության հատկանիշներ։

20-րդ դարի երկրորդ կեսի ամենակարևոր հայտնագործություններից էին նուկլեինաթթուները՝ ՌՆԹ և ԴՆԹ, որոնց շնորհիվ մարդն ավելի մոտեցավ բնության առեղծվածների լուծմանը։

Նուկլեինաթթուներ

Նուկլեինաթթուները բարձր մոլեկուլային քաշի հատկություններով օրգանական միացություններ են: Դրանք կազմված են ջրածնից, ածխածնից, ազոտից և ֆոսֆորից։

Դրանք հայտնաբերվել են 1869 թվականին Ֆ. Միշերի կողմից, ով հետազոտել է թարախը: Սակայն այն ժամանակ նրա հայտնագործությանը մեծ նշանակություն չտրվեց։ Միայն ավելի ուշ, երբ այս թթուները հայտնաբերվեցին բոլոր կենդանիների և բույսերի բջիջներում, հասկացվեց նրանց հսկայական դերը:

Գոյություն ունեն նուկլեինաթթուների երկու տեսակ՝ ՌՆԹ և ԴՆԹ (ռիբոնուկլեինային և դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթուներ)։ Այս հոդվածը ռիբոնուկլեինաթթվի մասին է, բայց ընդհանուր հասկանալու համար եկեք դիտարկենք նաև, թե ինչ է ԴՆԹ-ն:

Ինչ է պատահել

ԴՆԹ-ն կազմված է երկու շղթաներից, որոնք փոխլրացման օրենքի համաձայն միացված են ազոտային հիմքերի ջրածնային կապերով։ Երկար շղթաները ոլորված են պարույրի մեջ, մեկ պտույտ պարունակում է գրեթե տասը նուկլեոտիդ: Կրկնակի պարույրի տրամագիծը երկու միլիմետր է, նուկլեոտիդների միջև հեռավորությունը մոտ կես նանոմետր է: Մեկ մոլեկուլի երկարությունը երբեմն հասնում է մի քանի սանտիմետրի։ Մարդու բջջի միջուկի ԴՆԹ-ի երկարությունը գրեթե երկու մետր է:

ԴՆԹ-ի կառուցվածքը պարունակում է ամբողջ ԴՆԹ-ն ունի վերարտադրություն, ինչը նշանակում է գործընթաց, որի ընթացքում մեկ մոլեկուլից ձևավորվում են երկու լրիվ նույնական մոլեկուլներ՝ դուստրերը:

Ինչպես արդեն նշվեց, շղթան բաղկացած է նուկլեոտիդներից, որոնք, իր հերթին, բաղկացած են ազոտային հիմքերից (ադենին, գուանին, թիմին և ցիտոզին) և ֆոսֆորաթթվի մնացորդից: Բոլոր նուկլեոտիդները տարբերվում են ազոտային հիմքերով: Ջրածնային կապը չի առաջանում բոլոր հիմքերի միջև, օրինակ, ադենինը կարող է կապվել միայն թիմինի կամ գուանինի հետ: Այսպիսով, մարմնում կան այնքան ադենիլ նուկլեոտիդներ, որքան թիմիդիլ նուկլեոտիդները, իսկ գուանիլ նուկլեոտիդների թիվը հավասար է ցիտիդիլ նուկլեոտիդներին (Չարգաֆի կանոն)։ Ստացվում է, որ մի շղթայի հաջորդականությունը կանխորոշում է մյուսի հաջորդականությունը, իսկ շղթաները, ասես, հայելային են։ Այս օրինաչափությունը, որտեղ երկու շղթաների նուկլեոտիդները դասավորված են կարգավորված, ինչպես նաև ընտրողաբար միանում են, կոչվում է փոխլրացման սկզբունք։ Բացի ջրածնի միացություններից, կրկնակի պարույրը նաև հիդրոֆոբ է:

Երկու շղթաները հակառակ ուղղությամբ են, այսինքն, գտնվում են հակառակ ուղղություններով: Հետևաբար, հակառակ երեք «-մեկի վերջը հինգն է» - մյուս շղթայի վերջը:

Արտաքուստ այն պարուրաձև սանդուղքի է հիշեցնում, որի ռելսը շաքարաֆոսֆատային ողնաշար է, իսկ աստիճանները՝ փոխլրացնող ազոտային հիմքեր։

Ի՞նչ է ռիբոնուկլեինաթթուն:

ՌՆԹ-ն նուկլեինաթթու է մոնոմերներով, որոնք կոչվում են ռիբոնուկլեոտիդներ:

Քիմիական հատկություններով այն շատ նման է ԴՆԹ-ին, քանի որ երկուսն էլ նուկլեոտիդների պոլիմերներ են, որոնք ֆոսֆոլացված N-գլիկոզիդ են, որը կառուցված է պենտոզայի մնացորդի վրա (հինգ ածխածնային շաքար), հինգերորդ ածխածնի ատոմի ֆոսֆատ խմբով։ և ազոտի հիմքը ածխածնի առաջին ատոմում:

Դա մեկ պոլինուկլեոտիդային շղթա է (բացառությամբ վիրուսների), որը շատ ավելի կարճ է, քան ԴՆԹ-ն։

ՌՆԹ-ի մեկ մոնոմերը հետևյալ նյութերի մնացորդներն են.

• ազոտի հիմք;
• հինգ ածխածնային մոնոսաքարիդ;
• ֆոսֆորի թթու.

ՌՆԹ-ներն ունեն պիրիմիդին (ուրացիլ և ցիտոզին) և պուրինային (ադենին, գուանին) հիմքեր։ Ռիբոզը ՌՆԹ նուկլեոտիդ մոնոսաքարիդ է։

Տարբերությունները ՌՆԹ-ի և ԴՆԹ-ի միջև

Նուկլեինաթթուները միմյանցից տարբերվում են հետևյալ հատկություններով.

• դրա քանակությունը բջիջում կախված է ֆիզիոլոգիական վիճակից, տարիքից և օրգանների պատկանելությունից.
• ԴՆԹ-ն պարունակում է ածխաջրածին դեզօքսիրիբոզ, իսկ ՌՆԹ-ն՝ ռիբոզա;
• ԴՆԹ-ում ազոտային հիմքը թիմին է, իսկ ՌՆԹ-ում՝ ուրացիլ;
• դասերը կատարում են տարբեր գործառույթներ, բայց սինթեզվում են ԴՆԹ մատրիցով.
• ԴՆԹ-ն կազմված է կրկնակի պարույրից, իսկ ՌՆԹ-ն՝ մեկ շղթայից.
• ԴՆԹ-ի դերակատարումը նրան բնորոշ չէ.
• ՌՆԹ-ն ավելի փոքր հիմքեր ունի.
• շղթաները զգալիորեն տարբերվում են երկարությամբ:

Ուսումնասիրել պատմությունը

ՌՆԹ-ի բջիջն առաջին անգամ հայտնաբերել է Գերմանիայից ժամանած կենսաքիմիկոս Ռ. Ալտմանը` խմորիչ բջիջների ուսումնասիրության ժամանակ: 20-րդ դարի կեսերին ապացուցվեց ԴՆԹ-ի դերը գենետիկայի մեջ։ Միայն դրանից հետո նկարագրվեցին ՌՆԹ-ի տեսակները, ֆունկցիաները և այլն։ Բջջում զանգվածի մինչև 80-90%-ը բաժին է ընկնում r-RNA-ին, որը սպիտակուցների հետ կազմում է ռիբոսոմ և մասնակցում սպիտակուցների կենսասինթեզին։

Անցյալ դարի վաթսունականներին առաջին անգամ առաջարկվեց, որ պետք է լինի մի տեսակ, որը կրում է գենետիկական տեղեկատվությունը սպիտակուցի սինթեզի համար: Դրանից հետո գիտականորեն հաստատվեց, որ կան այնպիսի տեղեկատվական ռիբոնուկլեինաթթուներ, որոնք ներկայացնում են գեների փոխլրացնող պատճեններ։ Դրանք նաև կոչվում են սուրհանդակային ՌՆԹ:

Այսպես կոչված տրանսպորտային թթուները մասնակցում են դրանցում գրանցված տեղեկատվության վերծանմանը։

Հետագայում սկսեցին մշակել նուկլեոտիդների հաջորդականության և ՌՆԹ-ի կառուցվածքի բացահայտման մեթոդները թթվային տարածությունում։ Այսպիսով, պարզվեց, որ դրանցից մի քանիսը, որոնք կոչվում են ռիբոզիմներ, կարող են ճեղքել պոլիրիբոնուկլեոտիդային շղթաները: Արդյունքում, սկսվեց ենթադրել, որ այն ժամանակ, երբ մոլորակի վրա կյանք էր ծնվում, ՌՆԹ-ն գործում էր առանց ԴՆԹ-ի և սպիտակուցների։ Ավելին, բոլոր վերափոխումները կատարվել են նրա մասնակցությամբ։

Ռիբոնուկլեինաթթվի մոլեկուլի կառուցվածքը

Գրեթե բոլոր ՌՆԹ-ները պոլինուկլեոտիդների մեկ շղթա են, որոնք, իրենց հերթին, կազմված են մոնոռիբոնուկլեոտիդներից՝ պուրինային և պիրիմիդինային հիմքերից։

Նուկլեոտիդները նշանակվում են սկզբնական բազային տառերով.

• ադենին (A), A;
• գուանին (G), G;
• ցիտոզին (C), C;
• ուրացիլ (U), Վ.

Դրանք կապված են երեք և հինգ ֆոսֆոդիստերային կապերով։

ՌՆԹ-ի կառուցվածքում ընդգրկված է նուկլեոտիդների միանգամայն տարբեր քանակություն (մի քանի տասնյակից մինչև տասնյակ հազարներ): Նրանք կարող են ձևավորել երկրորդական կառուցվածք, որը բաղկացած է հիմնականում կարճ երկշղթա թելերից, որոնք ձևավորվում են լրացուցիչ հիմքերով:

Ռիբոնուկլեինաթթվի մոլեկուլի կառուցվածքը

Ինչպես արդեն նշվեց, մոլեկուլն ունի միաշղթա կառուցվածք։ ՌՆԹ-ն երկրորդական կառուցվածք և ձև է ստանում նուկլեոտիդների միմյանց հետ փոխազդեցության արդյունքում։ Այն պոլիմեր է, որի մոնոմերը շաքարից, ֆոսֆորաթթվի մնացորդից և ազոտային հիմքից բաղկացած նուկլեոտիդ է։ Արտաքինից մոլեկուլը նման է ԴՆԹ-ի շղթաներից մեկին: Նուկլեոտիդները՝ ադենինը և գուանինը, որոնք ՌՆԹ-ի մաս են կազմում, պուրին են։ Ցիտոզինը և ուրացիլը պիրիմիդինային հիմքեր են։

Սինթեզի գործընթաց

Որպեսզի սինթեզվի ՌՆԹ-ի մոլեկուլը, կաղապարը ԴՆԹ-ի մոլեկուլ է: Այնուամենայնիվ, կա հակառակ գործընթաց, երբ ռիբոնուկլեինային մատրիցայի վրա ձևավորվում են դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթվի նոր մոլեկուլներ: Դա տեղի է ունենում վիրուսների որոշակի տեսակների վերարտադրման ժամանակ:

Ռիբոնուկլեինաթթվի այլ մոլեկուլներ նույնպես կարող են հիմք ծառայել կենսասինթեզի համար։ Շատ ֆերմենտներ մասնակցում են նրա տրանսկրիպցիային, որը տեղի է ունենում բջջի միջուկում, սակայն դրանցից ամենակարևորը ՌՆԹ պոլիմերազն է։

Տեսակներ

Կախված ՌՆԹ-ի տեսակից, նրա գործառույթները նույնպես տարբերվում են։ Կան մի քանի տեսակներ.

• տեղեկատվական i-RNA;
• ռիբոսոմային r-RNA;
• տրանսպորտային t-RNA;
• անչափահաս;
• ռիբոզիմներ;
• վիրուսային.

Տեղեկատվական ռիբոնուկլեինաթթու

Նման մոլեկուլները կոչվում են նաև մատրիցային մոլեկուլներ։ Նրանք կազմում են բջջի ընդհանուրի մոտ երկու տոկոսը: Էուկարիոտիկ բջիջներում դրանք սինթեզվում են ԴՆԹ-ի կաղապարների միջուկներում, այնուհետև անցնում ցիտոպլազմա և կապվում ռիբոսոմների հետ։ Ավելին, դրանք դառնում են սպիտակուցների սինթեզի ձևանմուշներ. դրանց կցվում են տրանսպորտային ՌՆԹ-ները, որոնք կրում են ամինաթթուներ: Այսպես է տեղի ունենում տեղեկատվության փոխակերպման գործընթացը, որն իրականացվում է սպիտակուցի յուրահատուկ կառուցվածքում։ Որոշ վիրուսային ՌՆԹ-ներում այն ​​նաև քրոմոսոմ է:

Յակոբն ու Մանոն այս տեսակի հայտնաբերողներն են։ Չունենալով կոշտ կառուցվածք՝ նրա շղթան կազմում է կոր օղակներ։ Չաշխատելով՝ i-RNA-ն հավաքվում է ծալքերով և ծալվում գնդակի մեջ, իսկ աշխատանքային վիճակում բացվում է:

i-RNA-ն տեղեկատվություն է կրում սինթեզվող սպիտակուցի ամինաթթուների հաջորդականության մասին: Յուրաքանչյուր ամինաթթու կոդավորված է որոշակի վայրում՝ օգտագործելով գենետիկ կոդերը, որոնք բնութագրվում են.

• եռյակություն - չորս մոնոնուկլեոտիդներից հնարավոր է կառուցել վաթսունչորս կոդոն (գենետիկական ծածկագիր);
• ոչ համընկնումը - տեղեկատվությունը շարժվում է մեկ ուղղությամբ.
• շարունակականություն - գործողության սկզբունքը հանգում է նրան, որ մեկ i-RNA-ն մեկ սպիտակուց է.
• ունիվերսալություն - ամինաթթուների այս կամ այն ​​տեսակը նույն կերպ կոդավորված է բոլոր կենդանի օրգանիզմներում.
• դեգեներացիա - հայտնի է քսան ամինաթթու, իսկ կոդոնները՝ վաթսունմեկ, այսինքն՝ դրանք կոդավորված են մի քանի գենետիկ կոդերով։

Ռիբոսոմային ռիբոնուկլեինաթթու

Նման մոլեկուլները կազմում են բջջային ՌՆԹ-ի ճնշող մեծամասնությունը, մասնավորապես՝ ընդհանուրի ութսունից իննսուն տոկոսը: Նրանք կապվում են սպիտակուցների հետ և ձևավորում ռիբոսոմներ՝ օրգանելներ, որոնք սինթեզում են սպիտակուցները։

Ռիբոսոմները կազմում են վաթսունհինգ տոկոս rRNA և երեսունհինգ տոկոս սպիտակուց: Այս պոլինուկլեոտիդային շղթան հեշտությամբ թեքում է սպիտակուցի հետ:

Ռիբոսոմը բաղկացած է ամինաթթուների և պեպտիդային շրջաններից։ Նրանք գտնվում են շփման մակերեսների վրա:

Ռիբոսոմներն ազատ տեղաշարժվում են ճիշտ տեղերում։ Նրանք այնքան էլ կոնկրետ չեն և կարող են ոչ միայն տեղեկատվություն կարդալ i-RNA-ից, այլև դրանցով ձևանմուշ կազմել։

Տրանսպորտային ռիբոնուկլեինաթթու

t-RNA-ն ամենաշատ ուսումնասիրվածն է: Դրանք կազմում են բջջային ռիբոնուկլեինաթթվի տասը տոկոսը։ ՌՆԹ-ի այս տեսակները հատուկ ֆերմենտի շնորհիվ կապվում են ամինաթթուների հետ և փոխանցվում ռիբոսոմներին: Այս դեպքում ամինաթթուները տեղափոխվում են տրանսպորտային մոլեկուլներով: Այնուամենայնիվ, պատահում է, որ ամինաթթուն կոդավորված է տարբեր կոդոններով: Այնուհետեւ դրանք կտեղափոխվեն մի քանի տրանսպորտային ՌՆԹ-ներով։

Այն պտտվում է գնդակի մեջ, երբ այն ոչ ակտիվ է, իսկ երբ գործում է, այն նման է երեքնուկի տերևի:

Դրանում առանձնանում են հետևյալ ոլորտները.

• ACC նուկլեոտիդային հաջորդականությամբ ընդունող ցողուն;
• ռիբոսոմին միանալու տեղ;
• հակակոդոն, որը կոդավորում է ամինաթթու, որը կցված է այս t-RNA-ին:

Փոքր ռիբոնուկլեինաթթու

Վերջերս ՌՆԹ-ի տեսակները համալրվել են նոր դասով՝ այսպես կոչված փոքր ՌՆԹ-ներով։ Նրանք, ամենայն հավանականությամբ, ունիվերսալ կարգավորիչներ են, որոնք միացնում կամ անջատում են գեները սաղմնային զարգացման ընթացքում, ինչպես նաև վերահսկում են գործընթացները բջիջներում:

Վերջերս հայտնաբերվել են նաև ռիբոզիմներ, որոնք ակտիվորեն ներգրավված են, երբ ՌՆԹ թթուն խմորվում է՝ միաժամանակ լինելով կատալիզատոր:

Թթուների վիրուսային տեսակները

Վիրուսը կարող է պարունակել կա՛մ ռիբոնուկլեինաթթու, կա՛մ դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթու: Հետեւաբար, համապատասխան մոլեկուլներով դրանք կոչվում են ՌՆԹ պարունակող։ Երբ այդպիսի վիրուսը մտնում է բջիջ, տեղի է ունենում հակադարձ տրանսկրիպցիա՝ ռիբոնուկլեինաթթվի հիման վրա հայտնվում է նոր ԴՆԹ, որոնք մտնում են բջիջների մեջ՝ ապահովելով վիրուսի գոյությունն ու վերարտադրությունը։ Մեկ այլ դեպքում ստացված ՌՆԹ-ի վրա առաջանում է կոմպլեմենտար ՌՆԹ։ Վիրուսները սպիտակուցներ են, կենսական ակտիվությունը և վերարտադրությունը տեղի է ունենում առանց ԴՆԹ-ի, բայց միայն վիրուսի ՌՆԹ-ում պարունակվող տեղեկատվության հիման վրա։

Վերօրինակման

Ընդհանուր պատկերացումները բարելավելու համար անհրաժեշտ է դիտարկել կրկնօրինակման գործընթացը, որի արդյունքում առաջանում են երկու նույնական նուկլեինաթթվի մոլեկուլներ: Այսպես է սկսվում բջիջների բաժանումը։

Այն ներառում է ԴՆԹ պոլիմերազներ, ԴՆԹ-կախյալ, ՌՆԹ պոլիմերազներ և ԴՆԹ լիգազներ:

Կրկնօրինակման գործընթացը բաղկացած է հետևյալ փուլերից.

• despiralization - տեղի է ունենում մոր ԴՆԹ-ի հաջորդական լուծարում, որը գրավում է ամբողջ մոլեկուլը.
• ջրածնային կապերի խզում, որի դեպքում շղթաները շեղվում են, և առաջանում է վերարտադրվող պատառաքաղ.
• dNTP-ների կարգավորում մայրական շղթաների ազատված հիմքերին.
• dNTP մոլեկուլներից պիրոֆոսֆատների տարանջատում և արտազատվող էներգիայի պատճառով ֆոսֆորոդիեսթեր կապերի ձևավորում.
• շնչառություն.

Դուստր մոլեկուլի ձևավորումից հետո միջուկը, ցիտոպլազմը և մնացածը բաժանվում են։ Այսպիսով, գոյանում են երկու դուստր բջիջներ, որոնք ամբողջությամբ ստացել են գենետիկական ողջ ինֆորմացիան։

Բացի այդ, բջջում սինթեզվող սպիտակուցների առաջնային կառուցվածքը կոդավորված է: ԴՆԹ-ն այս գործընթացում անուղղակի մաս է կազմում, և ոչ ուղղակի, ինչը բաղկացած է նրանից, որ հենց ԴՆԹ-ի վրա է տեղի ունենում ՌՆԹ-ի ձևավորման մեջ ներգրավված սպիտակուցների սինթեզը: Այս գործընթացը կոչվում է տառադարձում:

Տառադարձում

Բոլոր մոլեկուլների սինթեզը տեղի է ունենում տրանսկրիպցիայի ժամանակ, այսինքն՝ գենետիկական տեղեկատվության վերաշարադրում կոնկրետ ԴՆԹ օպերոնից։ Գործընթացը որոշ առումներով նման է կրկնօրինակմանը, իսկ մյուսներում այն ​​զգալիորեն տարբերվում է դրանից:

Նմանությունները հետևյալ մասերն են.

• սկսվում է ԴՆԹ-ի հուսահատությունից;
• շղթաների հիմքերի միջև ջրածնային կապերի խզում կա.
• NTF-ները լրացնում են դրանց.
• առաջանում են ջրածնային կապեր։

Տարբերությունները կրկնօրինակումից.

• տրանսկրիպցիայի ժամանակ միայն տրանսկրիպտոնին համապատասխանող ԴՆԹ-ի հատվածն է արձակվում, մինչդեռ վերարտադրման ժամանակ ամբողջ մոլեկուլը բացվում է.
• տրանսկրիպցիայի ժամանակ կարգավորվող NTF-ները պարունակում են ռիբոզ, իսկ թիմինի փոխարեն՝ ուրացիլ;
• տեղեկատվությունը դուրս է գրվում միայն որոշակի տարածքից.
• մոլեկուլի ձևավորումից հետո ջրածնային կապերը և սինթեզված շղթան կոտրվում են, և շղթան սահում է ԴՆԹ-ից:

Նորմալ գործելու համար ՌՆԹ-ի առաջնային կառուցվածքը պետք է բաղկացած լինի միայն էկզոններից դուրս գրված ԴՆԹ-ից:

Նորաստեղծ ՌՆԹ-ներում սկսվում է հասունացման գործընթացը։ Լուռ տարածքները կտրվում են, իսկ տեղեկատվականները կարվում են՝ կազմելով պոլինուկլեոտիդային շղթա։ Ավելին, յուրաքանչյուր տեսակ ունի միայն իրեն բնորոշ փոխակերպումներ:

i-RNA-ում տեղի է ունենում կցում սկզբնական ծայրին: Պոլիադենիլատը կցվում է վերջնական տեղամասին:

T-RNA-ում հիմքերը փոփոխվում են՝ ձևավորելով փոքր տեսակներ։

Ռ-ՌՆԹ-ում առանձին հիմքերը նույնպես մեթիլացված են։

Պաշտպանեք ոչնչացումից և բարելավեք սպիտակուցների տեղափոխումը ցիտոպլազմա: ՌՆԹ-ն հասուն վիճակում կապում է նրանց:

Դեզօքսիռիբոնուկլեինային և Ռիբոնուկլեինաթթուների արժեքը

Նուկլեինաթթուները մեծ նշանակություն ունեն օրգանիզմների կյանքում։ Նրանք պահում, տեղափոխվում են ցիտոպլազմա և յուրաքանչյուր բջջում սինթեզված սպիտակուցների մասին տեղեկատվություն ժառանգում դուստր բջիջներին: Դրանք առկա են բոլոր կենդանի օրգանիզմներում, այդ թթուների կայունությունը էական դեր է խաղում ինչպես բջիջների, այնպես էլ ամբողջ օրգանիզմի բնականոն գործունեության համար։ Նրանց կառուցվածքի ցանկացած փոփոխություն կհանգեցնի բջջային փոփոխությունների:

կրճատ,ՌՆԹ) - գծային պոլիմեր, որը ձևավորվում է կովալենտային կապակցված ռիբոնուկլեոտիդային մոնոմերներով:

Նկարագրություն

Ռիբոնուկլեինաթթուները (ՌՆԹ) նուկլեոտիդների պոլիմերներ են, որոնք ներառում են ֆոսֆորաթթվի մնացորդը, ռիբոզը (ի տարբերություն դեզօքսիրիբոզ պարունակող ԴՆԹ-ի) և ազոտային հիմքերի՝ ադենին, ցիտոզին, գուանին և ուրացիլ (ի տարբերություն ուրացիլի փոխարեն թիմին պարունակող): Այս մոլեկուլները հանդիպում են բոլոր կենդանի օրգանիզմների, ինչպես նաև որոշ վիրուսների մեջ։ Ոմանց համար ՌՆԹ-ն ծառայում է որպես գենետիկ տեղեկատվության կրող: ՌՆԹ-ները սովորաբար կառուցվում են մեկ պոլինուկլեոտիդային շղթայից: Հայտնի են կրկնակի շղթա ՌՆԹ մոլեկուլների հազվագյուտ օրինակներ։ Գոյություն ունի ՌՆԹ-ի 3 հիմնական տեսակ՝ ռիբոսոմային (rRNA), տրանսպորտային (tRNA) և տեղեկատվական կամ մատրիցային (mRNA, mRNA): Մատրիցային ՌՆԹ-ն օգտագործվում է ԴՆԹ-ում կոդավորված տեղեկատվությունը սինթեզվող ռիբոսոմներին փոխանցելու համար: mRNA կոդավորման հաջորդականությունը սահմանում է սպիտակուցի պոլիպեպտիդային շղթայի ամինաթթուների հաջորդականությունը: Այնուամենայնիվ, ՌՆԹ-ի տեսակների ճնշող մեծամասնությունը չի ծածկագրում սպիտակուցը (օրինակ՝ tRNA և rRNA): Կան այլ ոչ կոդավորող ՌՆԹ-ներ, ինչպիսիք են ՌՆԹ-ները, որոնք պատասխանատու են գեների կարգավորման և mRNA մշակման համար; ՌՆԹ-ներ, որոնք կատալիզացնում են ՌՆԹ-ի մոլեկուլների կտրումը և կապումը: Ըստ անալոգիայի սպիտակուցների, որոնք կարող են կատալիզացնել քիմիական ռեակցիաները՝ ֆերմենտները, կատալիտիկ ՌՆԹ մոլեկուլները կոչվում են ռիբոզիմներ։ Միկրո-ՌՆԹ-ն (20-22 bp չափով) և փոքր միջամտող ՌՆԹ-ները (miRNA, 20-25 bp) ի վիճակի են նվազեցնել կամ մեծացնել գեների արտահայտումը ՌՆԹ-ի միջամտության մեխանիզմի միջոցով: Համակարգի հատուկ սպիտակուցները միկրո և միՌՆԹ-ներով ուղղվում են թիրախային ՄՌՆԹ հաջորդականություններին և կտրատում դրանք, ինչի արդյունքում խախտվում է թարգմանության գործընթացը։ ՌՆԹ-ի միջամտության մեխանիզմի հիման վրա մշակվել է քաղցկեղի նոր խոստումնալից տեխնոլոգիա, որն ուղղված է քաղցկեղի բջիջների աճի և բաժանման համար պատասխանատու գեների «անջատմանը» (լռություն, անգլիական լռությունից): Ներկայումս ակտիվորեն մշակվում են ուռուցքային բջիջներ մասնագիտացված թիրախային siRNA-ների առաքման մեթոդներ:

Հեղինակներ

• Նարոդիցկի Բորիս Սավելևիչ
• Շիրինսկի Վլադիմիր Պավլովիչ
• Նեստերենկո Լյուդմիլա Նիկոլաևնա

Աղբյուրները

1. Alberts B., Johnson A., Lewis J. et al. Բջջի մոլեկուլային կենսաբանություն. 4-րդ հրատ. - N.Y .: Garland Publishing, 2002 .-- 265 p.
2. Rhys E., Sternberg M. Introduction to molular biology. Բջիջներից մինչև ատոմներ. - M .: Mir, 2002 .-- 154 p.
3. Ռիբոնուկլեինաթթուներ // Վիքիպեդիա, ազատ հանրագիտարան. - http://ru.wikipedia.org/wiki/Ribonucleic_acids (մուտքի ամսաթիվ՝ 02.10.2009):

Գիտնականները հաշվել են ՌՆԹ-ի մի քանի դասեր. դրանք բոլորը կրում են տարբեր ֆունկցիոնալ բեռներ և կարևոր կառուցվածքներ են, որոնք որոշում են օրգանիզմի զարգացումն ու կյանքը:

Առաջինը, ով պարզել է, թե որտեղ է պարունակվում ՌՆԹ-ն, Յոհան Միշերն էր (1868): Ուսումնասիրելով միջուկի կառուցվածքը՝ նա հայտնաբերել է, որ այն պարունակում է մի նյութ, որը նա անվանել է նուկլեին։ Սա ՌՆԹ-ի մասին առաջին տեղեկությունն էր, բայց ռիբոնուկլեինաթթվի կառուցվածքի և ֆունկցիայի ուսումնասիրությանը մոտ մեկ դար առաջ կար։

Արագ նավարկություն հոդվածի միջոցով

Մեսսենջեր ՌՆԹ

Գիտնականներին հետաքրքրում էր ԴՆԹ-ից ռիբոսոմներ (սպիտակուց սինթեզող օրգանելներ) տեղեկատվության փոխանցման խնդիրը։ Պարզվել է, որ բջջի միջուկը պարունակում է սուրհանդակ ՌՆԹ, որը կարդում է գենային տեղեկատվությունը ԴՆԹ-ի որոշակի հատվածից: Այնուհետև պատճենված ձևը (ազոտային գոյացությունների որոշակի կրկնվող հաջորդականության տեսքով) փոխանցում է ռիբոսոմների մեջ։

Տեղեկատվական ՌՆԹ

Սուրհանդակային ՌՆԹ-ում (mRNA), որպես կանոն, պարունակում է մինչև 1500 նուկլեոտիդ։ Իսկ նրա մոլեկուլային զանգվածը կարող է տատանվել 260-ից 1000 հազար ատոմային զանգվածի սահմաններում։ Այս տեղեկությունը հայտնաբերվել է 1957 թ.

Տրանսպորտային ՌՆԹ

Ռիբոսոմին միանալուց հետո mRNA-ն տեղեկատվություն է փոխանցում ՌՆԹ-ի (tRNA) տեղափոխմանը (որը պարունակվում է բջջի ցիտոպլազմայում): Տրանսպորտային ՌՆԹ-ի երկարությունը մոտավորապես 83 նուկլեոտիդ է: Այն տեղափոխում է ամինաթթվի բնորոշ կառուցվածքը ռիբոսոմի սինթեզի շրջան։

Ռիբոսոմային ՌՆԹ

Ռիբոսոմը պարունակում է նաև ռիբոսոմային ՌՆԹ-ի (rRNA) մասնագիտացված կոմպլեքս, որի հիմնական գործառույթն է տեղեկատու ՌՆԹ-ից տեղեկատվություն փոխանցել, որտեղ օգտագործվում են հարմարվողական tRNA մոլեկուլներ, որոնք գործում են որպես կատալիզատոր՝ միացնելու ամինաթթուները, որոնք կցված են ռիբոսոմներին:

RRNA ձևավորում

RRNA-ն սովորաբար պարունակում է կապակցված նուկլեոտիդների տարբեր քանակություն (այն կարող է տատանվել 120-ից մինչև 3100 միավոր): RRNA-ն ձևավորվում է բջջի միջուկում, գրեթե միշտ հայտնաբերվում է միջուկներում, որտեղ այն ստանում է ցիտոպլազմից: Այնտեղ առաջանում են նաև ռիբոսոմներ՝ միացնելով սպիտակուցները rRNA-ի նմանատիպ նշաններով, և միջուկից՝ թաղանթի ծակոտիներով, անցնում են ցիտոպլազմա։

Տրանսպորտ-մեսենջեր ՌՆԹ

Ցիտոպլազմը պարունակում է ՌՆԹ-ի մեկ այլ դաս՝ տրանսպորտ-մատրիքս: Կառուցվածքով այն նման է tRNA-ին, բայց բացի այդ, այն ռիբոսոմների հետ ձևավորում է պեպտիդային կապեր այն դեպքերում, երբ կա ամինաթթուների ձևավորման ուշացում։

Բջջային մակարդակում, որտեղ դուք ոչինչ չեք կարող տեսնել առանց հզոր մանրադիտակի, կան ՌՆԹ-ի մի քանի տեսակներ, բայց թերևս դրանք վերջին հայտնագործությունները չեն, և գիտնականներն էլ ավելի խորը կնայեն, ինչը կօգնի մարդկությանը վերահսկել իր էությունը:

Կենդանի օրգանիզմում կյանքը պահպանելու համար շատ գործընթացներ են տեղի ունենում։ Մենք կարող ենք դիտարկել դրանցից մի քանիսը` շնչել, ուտել, ազատվել թափոններից, զգայարաններով տեղեկատվություն ստանալ և մոռանալ այդ տեղեկատվությունը: Սակայն քիմիական գործընթացների մեծ մասը թաքնված է տեսադաշտից:

Տեղեկանք. Դասակարգում

Գիտականորեն, նյութափոխանակությունը նյութափոխանակություն է:

Նյութափոխանակությունը սովորաբար բաժանվում է երկու փուլի.
Կատաբոլիզմի ընթացքում բարդ օրգանական մոլեկուլները քայքայվում են ավելի պարզների՝ էներգիայի ստացմամբ. (Էներգիան վատնում է)
անաբոլիզմի պրոցեսներում էներգիան ծախսվում է պարզ մոլեկուլներից բարդ բիոմոլեկուլների սինթեզի վրա։ (էներգիան պահվում է)

Կենսամոլեկուլները, ինչպես երևում է վերևում, բաժանվում են փոքր մոլեկուլների և խոշորների:

Փոքր:
Լիպիդներ (ճարպեր), ֆոսֆոլիպիդներ, գլիկոլիպիդներ, ստերոլներ, գլիցերոլիպիդներ,
Վիտամիններ
Հորմոններ, նյարդային հաղորդիչներ
Մետաբոլիտներ
Մեծ:
Մոնոմերներ, օլիգոմերներ և պոլիմերներ:

Մոնոմերներ Օլիգոմերներ Կենսապոլիմերներ

Ամինաթթուներ Օլիգոպեպտիդներ Պոլիպեպտիդներ, սպիտակուցներ
Մոնոսաքարիդներ Օլիգոսաքարիդներ Պոլիսաքարիդներ (օսլա, ցելյուլոզա)
Նուկլեոտիդներ Օլիգոնուկլեոտիդներ Պոլինուկլեոտիդներ, (ԴՆԹ, ՌՆԹ)

Կենսապոլիմերների սյունակը պարունակում է պոլինուկլեոտիդներ: Հենց այստեղ է գտնվում ռիբոնուկլեինաթթուն՝ հոդվածի առարկան։

Ռիբոնուկլեինաթթուներ. Կառուցվածք, նպատակ:

Նկարը ցույց է տալիս ՌՆԹ մոլեկուլ:
Նուկլեինաթթուները ԴՆԹ-ն և ՌՆԹ-ն առկա են բոլոր կենդանի օրգանիզմների բջիջներում և կատարում են ժառանգական տեղեկատվության պահպանման, փոխանցման և իրացման գործառույթները:

ՌՆԹ-ի և ԴՆԹ-ի նմանություններն ու տարբերությունները

Ինչպես տեսնում եք, արտաքին նմանություն կա ԴՆԹ-ի մոլեկուլի (դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթու) հայտնի կառուցվածքի հետ։
Այնուամենայնիվ, ՌՆԹ-ն կարող է լինել և՛ երկշղթա, և՛ միաշղթա:
Նուկլեոտիդներ (նկարում հնգանկյուններ և վեցանկյուններ)
Բացի այդ, ՌՆԹ-ի շարանը կազմված է չորս նուկլեոտիդներից (կամ ազոտային հիմքերից, որոնք նույնն են)՝ ադենին, ուրացիլ, գուանին և ցիտոզին։
ԴՆԹ-ի շարանը բաղկացած է նուկլեոտիդների մի շարքից՝ ադենին, գուանին, թիմին և ցիտոզին:
ՌՆԹ պոլինուկլեոտիդի քիմիական կառուցվածքը.

Ինչպես տեսնում եք, կան բնորոշ նուկլեոտիդներ ուրացիլ (ՌՆԹ-ի համար) և թիմին (ԴՆԹ-ի համար):
Նկարի բոլոր 5 նուկլեոտիդները.


Նկարների վեցանկյունները բենզոլային օղակներ են, որոնց մեջ ածխածնի փոխարեն ներկառուցված են այլ տարրեր, տվյալ դեպքում դա ազոտ է։

Բենզոլ. Հղման համար.

Բենզոլի քիմիական բանաձևը C6H6 է: Նրանք. վեցանկյան յուրաքանչյուր անկյունում կա ածխածնի ատոմ: Վեցանկյունում 3 լրացուցիչ ներքին գծեր ցույց են տալիս այս ածխածնի ատոմների միջև կրկնակի կովալենտային կապերի առկայությունը: Ածխածինը Մենդելեևի պարբերական աղյուսակի 4-րդ խմբի տարրն է, հետևաբար, այն ունի 4 էլեկտրոն, որը կարող է ձևավորել կովալենտային կապ: Նկարում` մեկ կապ` ջրածնի էլեկտրոնի հետ, երկրորդը` ձախ կողմում ածխածնի էլեկտրոնի հետ և ևս 2-ը` աջ կողմում 2 ածխածնային էլեկտրոնով: Այնուամենայնիվ, ֆիզիկապես կա մեկ էլեկտրոնային ամպ, որը ծածկում է բենզոլի բոլոր 6 ածխածնի ատոմները:

Ազոտային հիմքերի միացություն

Կոմպլեմենտար նուկլեոտիդները կապված են (հիբրիդացված) միմյանց հետ՝ օգտագործելով ջրածնային կապեր։ Ադենինը լրացնում է ուրացիլին, իսկ գուանինը` ցիտոսինին: Որքան երկար լինեն տվյալ ՌՆԹ-ի փոխլրացնող շրջանները, այնքան ավելի ամուր կլինի նրանց կողմից ձևավորված կառուցվածքը. ընդհակառակը, կարճ հատվածները կլինեն անկայուն: Սա որոշում է որոշակի ՌՆԹ-ի գործառույթը:
Նկարը ցույց է տալիս կոմպլեմենտար ՌՆԹ շրջանի մի հատված: Ազոտի հիմքերը կապույտ ստվերում են

ՌՆԹ-ի կառուցվածքը

Նուկլեոտիդների բազմաթիվ խմբերի կապը ձևավորում է ՌՆԹ մազակալներ (առաջնային կառուցվածք).


Կասետային ժապավենի բազմաթիվ կապում կրկնակի պարույրով: Երբ ընդլայնվում է, նման կառուցվածքը նման է ծառի (երկրորդական կառուցվածք).


Պարույրները նույնպես փոխազդում են միմյանց հետ (երրորդական կառուցվածք)։ Դուք կարող եք տեսնել, թե ինչպես են տարբեր պարույրները կապված միմյանց հետ.


Այլ ՌՆԹ-ները ծալվում են նույն ձևով: Նման է ժապավենների մի շարք (չորրորդական կառուցվածք):

Եզրակացություն

Հաշվարկելու համար այն կոնֆորմացիաները, որոնք ՌՆԹ-ն կընդունի, ըստ դրանց առաջնային հաջորդականության, կան

Քիմիական կառուցվածքի առումով ՌՆԹ-ն (ռիբոնուկլեինաթթու) նուկլեինաթթու է, որը շատ առումներով նման է ԴՆԹ-ին։ ԴՆԹ-ից կարևոր տարբերությունն այն է, որ ՌՆԹ-ն բաղկացած է մեկ շղթայից, շարանը ինքնին ավելի կարճ է, թիմինի փոխարեն ՌՆԹ-ն պարունակում է ուրացիլ, դեզօքսիրիբոզի փոխարեն՝ ռիբոզա։

Իր կառուցվածքով ՌՆԹ-ն բիոպոլիմեր է, որի մոնոմերները նուկլեոտիդներ են։ Յուրաքանչյուր նուկլեոտիդ բաղկացած է ֆոսֆորաթթվի մնացորդից, ռիբոզից և ազոտային հիմքից։

ՌՆԹ-ի համար տարածված ազոտային հիմքերն են՝ ադենինը, գուանինը, ուրացիլը և ցիտոզինը։ Ադենինը և գուանինը պուրիններ են, իսկ ուրացիլը և ցիտոզինը պիրիմիդիններ են: Պուրինային հիմքերը կազմված են երկու օղակներից, իսկ պիրիմիդինայինները՝ մեկից։ ՌՆԹ-ում թվարկված ազոտային հիմքերից բացի կան նաև ուրիշներ (հիմնականում թվարկվածների տարբեր ձևափոխումներ), այդ թվում՝ ԴՆԹ-ին բնորոշ թիմինը։

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, քան ԴՆԹ-ն։ Ինչպես բոլոր նուկլեինաթթուներում, այնպես էլ ՌՆԹ-ում պենտոզան ունի ցիկլային ձև:

Նուկլեոտիդները կապված են պոլինուկլեոտիդային շղթայի մեջ ֆոսֆորաթթվի մնացորդների և ռիբոզի միջև կովալենտային կապերով։ Ֆոսֆորաթթվի մնացորդներից մեկը կապված է ռիբոզի հինգերորդ ածխածնի ատոմի հետ, իսկ մյուսը (հարակից նուկլեոտիդից) կապված է ռիբոզի երրորդ ածխածնի ատոմի 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, իրենց երկրորդական և երրորդական կառուցվածքով ՌՆԹ-ները շատ տարբեր են, ինչը կապված է նրանց կատարած բազմաթիվ գործառույթների և ՌՆԹ-ի տարբեր տեսակների առկայության հետ:

ՌՆԹ-ի երկրորդական կառուցվածքը ձևավորվում է ջրածնային կապերի շնորհիվ, որոնք առաջանում են ազոտային հիմքերի միջև։ Սակայն, ի տարբերություն ԴՆԹ-ի, ՌՆԹ-ում այդ կապերն առաջանում են ոչ թե պոլինուկլեոտիդի տարբեր (երկու) շղթաների միջև, այլ մեկ շղթայի ծալման տարբեր եղանակների (օղակներ, հանգույցներ և այլն) պատճառով։ Այսպիսով, ՌՆԹ-ի մոլեկուլների երկրորդական կառուցվածքը շատ ավելի բազմազան է, քան ԴՆԹ-ի կառուցվածքը (որտեղ այն գրեթե միշտ կրկնակի պարույր է):

ՌՆԹ-ի շատ մոլեկուլների կառուցվածքը ենթադրում է նաև երրորդական կառուցվածք, երբ մոլեկուլի այն մասերը, որոնք արդեն զուգակցված են ջրածնային կապերի պատճառով, ծալվում են։ Օրինակ՝ փոխադրող ՌՆԹ-ի մոլեկուլը երկրորդական կառուցվածքի մակարդակով ծալվում է երեքնուկի տերևի նմանվող ձևի։ Իսկ երրորդական կառուցվածքի մակարդակում այն ​​ծալվում է այնպես, որ նմանվում է G տառին։

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