De tijd waarin we leven wordt gekenmerkt door enorme veranderingen, enorme vooruitgang, waarin mensen antwoorden krijgen op steeds meer nieuwe vragen. Het leven gaat snel vooruit en wat tot voor kort onmogelijk leek, begint werkelijkheid te worden. Het is heel goed mogelijk dat wat vandaag een plot uit het genre van de fantasie lijkt, binnenkort ook kenmerken van de werkelijkheid zal krijgen.

Een van de belangrijkste ontdekkingen in de tweede helft van de twintigste eeuw waren de nucleïnezuren RNA en DNA, waardoor de mens dichter bij het oplossen van de mysteries van de natuur kwam.

Nucleïnezuren

Nucleïnezuren zijn organische verbindingen met eigenschappen met een hoog molecuulgewicht. Ze zijn samengesteld uit waterstof, koolstof, stikstof en fosfor.

Ze werden in 1869 ontdekt door F. Misher, die pus onderzocht. Aan zijn ontdekking werd echter niet veel belang gehecht. Pas later, toen deze zuren in alle dierlijke en plantaardige cellen werden gevonden, kwam het begrip van hun enorme rol.

Er zijn twee soorten nucleïnezuren: RNA en DNA (ribonucleïnezuur en deoxyribonucleïnezuur). Dit artikel gaat over ribonucleïnezuur, maar laten we voor een algemeen begrip ook eens kijken naar wat DNA is.

Wat is er gebeurd

DNA bestaat uit twee strengen die zijn verbonden volgens de wet van complementariteit door waterstofbruggen van stikstofbasen. Lange ketens zijn gedraaid tot een helix; één draai bevat bijna tien nucleotiden. De diameter van de dubbele helix is ​​twee millimeter, de afstand tussen nucleotiden is ongeveer een halve nanometer. De lengte van één molecuul bereikt soms enkele centimeters. Het DNA van een menselijke celkern is bijna twee meter lang.

De structuur van DNA bevat al het DNA heeft replicatie, wat een proces betekent waarbij twee volledig identieke moleculen worden gevormd uit één molecuul - dochters.

Zoals reeds opgemerkt, bestaat de keten uit nucleotiden, die op hun beurt weer bestaan ​​uit stikstofbasen (adenine, guanine, thymine en cytosine) en een fosforzuurresidu. Alle nucleotiden verschillen in stikstofbasen. De waterstofbinding komt niet tussen alle basen voor, adenine kan bijvoorbeeld alleen binden met thymine of guanine. Er zijn dus net zoveel adenylnucleotiden in het lichaam als thymidylnucleotiden, en het aantal guanylnucleotiden is gelijk aan cytidylnucleotiden (de regel van Chargaff). Het blijkt dat de volgorde van de ene keten vooraf de volgorde van de andere bepaalt, en de ketens als het ware spiegelen elkaar. Dit patroon, waarbij de nucleotiden van de twee ketens op een geordende manier zijn gerangschikt, en ook selectief samenkomen, wordt het principe van complementariteit genoemd. Naast waterstofverbindingen is de dubbele helix ook hydrofoob.

De twee ketens zijn tegengesteld gericht, dat wil zeggen in tegengestelde richtingen. Daarom, tegenover het drie "-uiteinde van één is het vijf" -uiteinde van de andere keten.

Uiterlijk lijkt het op een wenteltrap, waarvan de rail een suikerfosfaatruggengraat is, en de treden zijn complementaire stikstofbasen.

Wat is ribonucleïnezuur?

RNA is een nucleïnezuur met monomeren die ribonucleotiden worden genoemd.

In chemische eigenschappen lijkt het sterk op DNA, omdat beide polymeren van nucleotiden zijn, die een gefosfoleerd N-glycoside zijn, dat is gebouwd op het residu van pentose (suiker met vijf koolstofatomen), met een fosfaatgroep van het vijfde koolstofatoom en een stikstofbase bij het eerste koolstofatoom.

Het is een enkele polynucleotideketen (behalve virussen), die veel korter is dan die van DNA.

Eén RNA-monomeer is de rest van de volgende stoffen:

• stikstofbase;
• een monosacharide met vijf koolstofatomen;
• fosfor zuur.

RNA's hebben pyrimidine (uracil en cytosine) en purine (adenine, guanine) basen. Ribose is een RNA-nucleotide monosacharide.

Verschillen tussen RNA en DNA

Nucleïnezuren verschillen van elkaar in de volgende eigenschappen:

• de hoeveelheid in een cel hangt af van de fysiologische toestand, leeftijd en orgaanaffiliatie;
• DNA bevat koolhydraatdeoxyribose en RNA bevat ribose;
• de stikstofbase in DNA is thymine en in RNA is het uracil;
• klassen voeren verschillende functies uit, maar worden gesynthetiseerd op een DNA-matrix;
• DNA bestaat uit een dubbele helix en RNA bestaat uit een enkele streng;
• DNA-acteren is niet karakteristiek voor haar;
• RNA heeft meer kleine basen;
• kettingen variëren aanzienlijk in lengte.

Geschiedenis studeren

De RNA-cel werd voor het eerst ontdekt door een biochemicus uit Duitsland R. Altman in de studie van gistcellen. In het midden van de twintigste eeuw werd de rol van DNA in de genetica bewezen. Pas toen werden de soorten RNA, functies, enzovoort beschreven. Tot 80-90% van de massa in de cel valt op r-RNA, dat samen met eiwitten een ribosoom vormt en deelneemt aan de eiwitbiosynthese.

In de jaren zestig van de vorige eeuw werd voor het eerst gesuggereerd dat er een soort moet zijn die de genetische informatie voor eiwitsynthese draagt. Daarna werd wetenschappelijk vastgesteld dat er zulke informatieve ribonucleïnezuren zijn die complementaire kopieën van genen vertegenwoordigen. Ze worden ook boodschapper-RNA's genoemd.

De zogenaamde transportzuren zijn betrokken bij het decoderen van de daarin vastgelegde informatie.

Later begonnen methoden te worden ontwikkeld voor het identificeren van de sequentie van nucleotiden en werd de structuur van RNA in de zure ruimte vastgesteld. Dus werd ontdekt dat sommige van hen, ribozymen genaamd, polyribonucleotideketens kunnen splitsen. Als gevolg hiervan begon men aan te nemen dat op het moment dat het leven op de planeet werd geboren, RNA handelde zonder DNA en eiwitten. Bovendien werden alle transformaties uitgevoerd met haar deelname.

De structuur van het ribonucleïnezuurmolecuul

Bijna alle RNA's zijn enkele ketens van polynucleotiden, die op hun beurt zijn samengesteld uit monoribonucleotiden - purine- en pyrimidinebasen.

Nucleotiden worden aangeduid met de beginletters:

• adenine (A), A;
• guanine (G), G;
• cytosine (C), C;
• uracil (U), W.

Ze zijn verbonden door drie- en vijf-fosfodiesterbindingen.

Een heel ander aantal nucleotiden (van enkele tientallen tot tienduizenden) is opgenomen in de structuur van RNA. Ze kunnen een secundaire structuur vormen die voornamelijk bestaat uit korte dubbelstrengs strengen die worden gevormd door complementaire basen.

Ribonucleïnezuur molecuulstructuur

Zoals eerder vermeld, heeft het molecuul een enkelstrengs structuur. RNA krijgt een secundaire structuur en vorm als gevolg van de interactie van nucleotiden met elkaar. Het is een polymeer waarvan het monomeer een nucleotide is dat bestaat uit een suiker, een fosforzuurresidu en een stikstofbase. Uiterlijk ziet het molecuul eruit als een van de DNA-strengen. De nucleotiden adenine en guanine, die deel uitmaken van RNA, zijn purine. Cytosine en uracil zijn pyrimidinebasen.

synthese proces

Voor het te synthetiseren RNA-molecuul is de matrijs een DNA-molecuul. Er is echter het tegenovergestelde proces, wanneer nieuwe moleculen van desoxyribonucleïnezuur worden gevormd op een ribonucleïnematrix. Dit gebeurt bij de replicatie van bepaalde soorten virussen.

Andere moleculen van ribonucleïnezuur kunnen ook dienen als basis voor biosynthese. Veel enzymen zijn betrokken bij de transcriptie ervan, die plaatsvindt in de celkern, maar de belangrijkste daarvan is RNA-polymerase.

soorten

Afhankelijk van het type RNA verschillen de functies ook. Er zijn verschillende soorten:

• informatieve i-RNA;
• ribosomaal r-RNA;
• transport t-RNA;
• minderjarige;
• ribozymen;
• viraal.

Informatief ribonucleïnezuur

Dergelijke moleculen worden ook wel matrixmoleculen genoemd. Ze vormen ongeveer twee procent van het totaal in de cel. In eukaryote cellen worden ze in de kernen op DNA-templates gesynthetiseerd, waarna ze het cytoplasma binnengaan en binden met ribosomen. Verder worden ze sjablonen voor eiwitsynthese: transport-RNA's die aminozuren dragen, worden eraan vastgemaakt. Zo vindt het proces van het omzetten van informatie plaats, wat tot stand komt in de unieke structuur van het eiwit. In sommige virale RNA's is het ook een chromosoom.

Jacob en Mano zijn de ontdekkers van deze soort. De ketting heeft geen stijve structuur en vormt gebogen lussen. Niet werkend, i-RNA verzamelt zich in plooien en vouwt zich in een bal, en in werkende staat ontvouwt zich.

i-RNA draagt ​​informatie over de aminozuursequentie in het eiwit dat wordt gesynthetiseerd. Elk aminozuur wordt op een specifieke locatie gecodeerd met behulp van genetische codes die worden gekenmerkt door:

• tripletness - van vier mononucleotiden is het mogelijk om vierenzestig codons (genetische code) te bouwen;
• niet-overlap - informatie beweegt in één richting;
• continuïteit - het werkingsprincipe komt erop neer dat één i-RNA één eiwit is;
• universaliteit - een of ander type aminozuur wordt op dezelfde manier in alle levende organismen gecodeerd;
• degeneratie - twintig aminozuren zijn bekend, en codons - eenenzestig, dat wil zeggen, ze worden gecodeerd door verschillende genetische codes.

Ribosomaal ribonucleïnezuur

Dergelijke moleculen vormen de overgrote meerderheid van cellulair RNA, namelijk tachtig tot negentig procent van het totaal. Ze binden aan eiwitten en vormen ribosomen - organellen die eiwitten synthetiseren.

Ribosomen zijn vijfenzestig procent rRNA en vijfendertig procent eiwit. Deze polynucleotideketen buigt gemakkelijk mee met het eiwit.

Het ribosoom bestaat uit aminozuur- en peptidegebieden. Ze bevinden zich op contactoppervlakken.

Ribosomen bewegen vrij op de juiste plaatsen. Ze zijn niet erg specifiek en kunnen niet alleen informatie uit i-RNA lezen, maar er ook een sjabloon mee vormen.

Transport ribonucleïnezuur

t-RNA is het meest bestudeerd. Ze vormen tien procent van cellulair ribonucleïnezuur. Deze soorten RNA binden zich dankzij een speciaal enzym aan aminozuren en worden afgeleverd aan de ribosomen. In dit geval worden aminozuren gedragen door transportmoleculen. Het komt echter voor dat een aminozuur door verschillende codons wordt gecodeerd. Daarna zullen ze worden overgedragen door verschillende transport-RNA's.

Het krult zich op tot een bal wanneer het inactief is, en wanneer het functioneert, ziet het eruit als een klaverblad.

Daarin worden de volgende gebieden onderscheiden:

• een acceptorstam met een ACC-nucleotidesequentie;
• een plaats om zich bij het ribosoom aan te sluiten;
• een anticodon dat codeert voor een aminozuur dat aan dit t-RNA is gehecht.

Minor ribonucleïnezuur

Sinds kort zijn de soorten RNA aangevuld met een nieuwe klasse, de zogenaamde kleine RNA's. Het zijn hoogstwaarschijnlijk universele regulatoren die genen aan- of uitzetten tijdens de embryonale ontwikkeling en die ook processen in cellen regelen.

Ribozymen zijn onlangs ook geïdentificeerd, ze zijn actief betrokken bij de fermentatie van het RNA-zuur, terwijl ze een katalysator zijn.

Virale soorten zuren

Het virus kan ribonucleïnezuur of deoxyribonucleïnezuur bevatten. Daarom worden ze met de overeenkomstige moleculen RNA-bevattend genoemd. Wanneer zo'n virus de cel binnenkomt, vindt reverse transcriptie plaats - nieuw DNA verschijnt op basis van ribonucleïnezuur, dat in de cellen wordt ingebouwd, waardoor het bestaan ​​​​en de reproductie van het virus wordt gegarandeerd. In een ander geval wordt een complementair RNA gevormd op het ontvangen RNA. Virussen zijn eiwitten, vitale activiteit en voortplanting vindt plaats zonder DNA, maar alleen op basis van informatie in het RNA van het virus.

replicatie

Om het algemene begrip te verbeteren, is het noodzakelijk om rekening te houden met het replicatieproces dat resulteert in twee identieke nucleïnezuurmoleculen. Zo begint de celdeling.

Het gaat om DNA-polymerasen, DNA-afhankelijke, RNA-polymerasen en DNA-ligasen.

Het replicatieproces bestaat uit de volgende fasen:

• despiralisatie - er is een sequentiële afwikkeling van het DNA van de moeder, dat het hele molecuul vangt;
• verbreken van waterstofbruggen, waarbij de ketens divergeren, en een replicatieve vork verschijnt;
• aanpassing van dNTP's aan de vrijgemaakte basen van de moederketens;
• splitsing van pyrofosfaten van dNTP-moleculen en de vorming van fosforodiesterbindingen door de vrijgekomen energie;
• ademhaling.

Na de vorming van een dochtermolecuul worden de kern, het cytoplasma en de rest verdeeld. Zo worden twee dochtercellen gevormd, die alle genetische informatie volledig hebben ontvangen.

Bovendien wordt de primaire structuur van eiwitten die in de cel worden gesynthetiseerd, gecodeerd. DNA neemt in dit proces een indirecte rol in, en niet direct, wat erin bestaat dat het op DNA is dat de synthese van de eiwitten die betrokken zijn bij de vorming van RNA plaatsvindt. Dit proces wordt transcriptie genoemd.

Transcriptie

De synthese van alle moleculen vindt plaats tijdens transcriptie, dat wil zeggen, het herschrijven van genetische informatie van een specifiek DNA-operon. Het proces is in sommige opzichten vergelijkbaar met replicatie, terwijl het er in andere opzichten aanzienlijk van verschilt.

De overeenkomsten zijn de volgende onderdelen:

• begint met despiralisatie van DNA;
• er is een breuk van waterstofbruggen tussen de basen van de ketens;
• NTF's zijn complementair aan hen;
• waterstofbruggen worden gevormd.

Verschillen met replicatie:

• tijdens transcriptie wordt alleen het DNA-gedeelte dat overeenkomt met het transcripton afgewikkeld, terwijl tijdens replicatie het hele molecuul wordt afgewikkeld;
• tijdens transcriptie bevatten de aanpassende NTF's ribose en in plaats van thymine, uracil;
• informatie wordt alleen afgeschreven van een bepaald gebied;
• na de vorming van het molecuul worden waterstofbruggen en de gesynthetiseerde keten verbroken en glijdt de keten van het DNA af.

Voor normaal functioneren zou de primaire structuur van RNA alleen moeten bestaan ​​uit DNA-regio's die van exons zijn afgeschreven.

In nieuw gevormde RNA's begint het rijpingsproces. Stille gebieden worden uitgesneden en informatieve gebieden worden genaaid, waardoor een polynucleotideketen wordt gevormd. Verder heeft elke soort transformaties die er alleen inherent aan zijn.

In i-RNA vindt hechting aan het initiële uiteinde plaats. Het polyadenylaat is gehecht aan de uiteindelijke plaats.

In t-RNA worden basen gemodificeerd, waardoor minder belangrijke soorten worden gevormd.

In r-RNA worden ook individuele basen gemethyleerd.

Beschermt tegen vernietiging en verbetert het transport van eiwitten naar het cytoplasma. RNA in een volwassen staat bindt zich eraan.

De waarde van deoxyribonucleïne- en ribonucleïnezuren

Nucleïnezuren zijn van groot belang in het leven van organismen. Ze slaan informatie op, brengen ze over in het cytoplasma en erven ze informatie over de eiwitten die in elke cel worden gesynthetiseerd naar dochtercellen. Ze zijn aanwezig in alle levende organismen, de stabiliteit van deze zuren speelt een essentiële rol voor het normaal functioneren van zowel cellen als het hele organisme. Elke verandering in hun structuur zal leiden tot cellulaire veranderingen.

afgekort, RNA) - lineair polymeer gevormd door covalent gekoppelde ribonucleotidemonomeren.

Beschrijving

Ribonucleïnezuren (RNA) zijn polymeren van nucleotiden, waaronder de rest van fosforzuur, ribose (in tegenstelling tot DNA dat deoxyribose bevat) en stikstofbasen - adenine, cytosine, guanine en uracil (in tegenstelling tot thymine in plaats van uracil). Deze moleculen worden gevonden in alle levende organismen, evenals in sommige virussen. Voor sommigen dient RNA als drager van genetische informatie. RNA's zijn meestal opgebouwd uit een enkele polynucleotidestreng. Er zijn zeldzame voorbeelden van dubbelstrengs RNA-moleculen bekend. Er zijn 3 hoofdtypen RNA: ribosomaal (rRNA), transport (tRNA) en informatief of matrix (mRNA, mRNA). Matrix-RNA wordt gebruikt om informatie die in DNA is gecodeerd over te dragen naar het synthetiseren van ribosomen. De voor mRNA coderende sequentie definieert de aminozuursequentie van de polypeptideketen van een eiwit. De overgrote meerderheid van de RNA-soorten coderen echter niet voor eiwitten (bijvoorbeeld tRNA en rRNA). Er zijn andere niet-coderende RNA's, zoals RNA's, die verantwoordelijk zijn voor genregulatie en mRNA-verwerking; RNA's die het knippen en afbinden van RNA-moleculen katalyseren. Naar analogie met eiwitten die chemische reacties kunnen katalyseren - enzymen, worden katalytische RNA-moleculen ribozymen genoemd. Micro-RNA (20-22 bp groot) en kleine interfererende RNA's (miRNA, 20-25 bp) kunnen genexpressie verlagen of verhogen via het RNA-interferentiemechanisme. Specifieke eiwitten van het systeem worden door micro- en miRNA's naar de doel-MRNA-sequenties geleid en geknipt, waardoor het translatieproces wordt verstoord. Op basis van het RNA-interferentiemechanisme is een veelbelovende nieuwe kankertechnologie ontwikkeld, gericht op het "uitschakelen" (stilte, van de Engelse stilte) genen die verantwoordelijk zijn voor de groei en deling van kankercellen. Methoden voor de levering van gespecialiseerde doel-siRNA's in tumorcellen worden momenteel actief ontwikkeld.

Auteurs

• Naroditsky Boris Savelievich
• Shirinsky Vladimir Pavlovich
• Nesterenko Lyudmila Nikolaevna

Bronnen van

1. Alberts B., Johnson A., Lewis J. et al. Moleculaire biologie van de cel. 4e druk. - N.Y.: Garland Publishing, 2002 .-- 265 p.
2. Rhys E., Sternberg M. Inleiding tot molulaire biologie. Van cellen tot atomen. - M.: Mir, 2002 .-- 154 d.
3. Ribonucleïnezuren // Wikipedia, de vrije encyclopedie. - http://ru.wikipedia.org/wiki/Ribonucleic_acids (toegangsdatum: 02.10.2009).

Wetenschappers hebben verschillende klassen RNA geteld - ze dragen allemaal verschillende functionele belastingen en zijn belangrijke structuren die de ontwikkeling en het leven van een organisme bepalen.

De eerste die ontdekte waar het RNA zich bevindt, was Johann Miescher (1868). Toen hij de structuur van de kern bestudeerde, ontdekte hij dat deze een stof bevat die hij nucleïne noemde. Dit was de eerste informatie over RNA, maar er ging bijna een eeuw voor de studie van de structuur en functie van ribonucleïnezuur.

Snelle navigatie door het artikel

Boodschapper RNA

Wetenschappers waren geïnteresseerd in het probleem van het overbrengen van informatie van DNA naar ribosomen (eiwitsynthetiserende organellen). Er werd vastgesteld dat de celkern boodschapper-RNA bevat, dat geninformatie uit een specifiek deel van het DNA leest. Vervolgens brengt het de gekopieerde vorm (in de vorm van een bepaalde herhalende reeks stikstofformaties) over naar de ribosomen.

Informatief RNA

In messenger bevat RNA (mRNA) in de regel tot 1500 nucleotiden. En het molecuulgewicht kan variëren van 260 tot 1000 duizend atoommassa's. Deze informatie werd ontdekt in 1957.

Transport-RNA

Eenmaal gehecht aan het ribosoom, verzendt mRNA informatie om RNA (tRNA) te transporteren (dat zich in het cytoplasma van de cel bevindt). Transport-RNA is ongeveer 83 nucleotiden lang. Het verplaatst de karakteristieke structuur van het aminozuur naar het synthesegebied in het ribosoom.

ribosomaal RNA

Het ribosoom bevat ook een gespecialiseerd complex van ribosomaal RNA (rRNA), waarvan de belangrijkste functie is om informatie te transporteren van boodschapper-RNA's, waar adaptieve tRNA-moleculen worden gebruikt, die fungeren als een katalysator voor het verbinden van aminozuren die aan ribosomen zijn gehecht.

RRNA-vorming

RRNA bevat meestal een ander aantal gekoppelde nucleotiden (het kan variëren van 120 tot 3100 eenheden). RRNA wordt gevormd in de celkern, bijna altijd gevonden in de nucleoli, waar het uit het cytoplasma komt. Ribosomen worden daar ook gegenereerd, door eiwitten met vergelijkbare tekens van rRNA te combineren, en vanuit de kern, door de poriën van het membraan, gaan ze in het cytoplasma.

Transport-messenger RNA

Het cytoplasma bevat een andere klasse van RNA - transportmatrix. In structuur is het vergelijkbaar met tRNA, maar daarnaast vormt het peptidebindingen met ribosomen in gevallen waar er een vertraging is in de vorming van aminozuren.

Op cellulair niveau, waar je niets kunt zien zonder een krachtige microscoop, zijn er verschillende soorten RNA, maar misschien zijn dit niet de nieuwste ontdekkingen en zullen wetenschappers nog dieper kijken, wat de mensheid zal helpen om zijn aard te beheersen.

Om het leven in een levend organisme in stand te houden, vinden veel processen plaats. We kunnen er enkele waarnemen - ademen, eten, afvalstoffen kwijtraken, informatie ontvangen via de zintuigen en deze informatie vergeten. Maar de meeste chemische processen zijn aan het zicht onttrokken.

Referentie. Classificatie

Wetenschappelijk is metabolisme metabolisme.

Het metabolisme is meestal verdeeld in twee fasen:
in de loop van katabolisme vallen complexe organische moleculen uiteen in eenvoudigere, met de ontvangst van energie; (energie verspild)
in de processen van anabolisme wordt energie besteed aan de synthese van complexe biomoleculen uit eenvoudige moleculen. (energie wordt opgeslagen)

Biomoleculen, zoals hierboven te zien, zijn verdeeld in kleine moleculen en grote.

Klein:
Lipiden (vetten), fosfolipiden, glycolipiden, sterolen, glycerolipiden,
Vitaminen
Hormonen, neurotransmitters
metabolieten
Groot:
Monomeren, oligomeren en polymeren.

Monomeren Oligomeren Biopolymeren

Aminozuren Oligopeptiden Polypeptiden, eiwitten
Monosachariden Oligosachariden Polysachariden (zetmeel, cellulose)
Nucleotiden Oligonucleotiden Polynucleotiden, (DNA, RNA)

De kolom biopolymeren bevat polynucleotiden. Dit is waar ribonucleïnezuur zich bevindt - het object van het artikel.

Ribonucleïnezuren. Structuur, doel.

De figuur toont een RNA-molecuul.
Nucleïnezuren DNA en RNA zijn aanwezig in de cellen van alle levende organismen en vervullen de functies van het opslaan, doorgeven en realiseren van erfelijke informatie.

Overeenkomsten en verschillen tussen RNA en DNA

Zoals je kunt zien, is er een uiterlijke overeenkomst met de bekende structuur van het DNA-molecuul (deoxyribonucleïnezuur).
RNA kan echter zowel dubbelstrengs als enkelstrengs zijn.
Nucleotiden (vijfhoeken en zeshoeken in de figuur)
Bovendien bestaat een RNA-streng uit vier nucleotiden (of stikstofbasen, die hetzelfde zijn): adenine, uracil, guanine en cytosine.
De DNA-streng bestaat uit een andere set nucleotiden: adenine, guanine, thymine en cytosine.
Chemische structuur van RNA-polynucleotide:

Zoals je kunt zien, zijn er karakteristieke nucleotiden uracil (voor RNA) en thymine (voor DNA).
Alle 5 nucleotiden in de figuur:


De zeshoeken in de figuren zijn benzeenringen waarin in plaats van koolstof andere elementen zijn ingebed, in dit geval stikstof.

benzeen. Als referentie.

De chemische formule van benzeen is C6H6. Die. er is een koolstofatoom in elke hoek van de zeshoek. 3 extra interne lijnen in de zeshoek duiden op de aanwezigheid van dubbele covalente bindingen tussen deze koolstofatomen. Koolstof is een element van groep 4 van het periodiek systeem van Mendelejev, daarom heeft het 4 elektronen die een covalente binding kunnen vormen. In de figuur - een binding - met een elektron van waterstof, de tweede - met een koolstofelektron aan de linkerkant en nog 2 - met 2 koolstofelektronen aan de rechterkant. Fysiek is er echter een enkele elektronenwolk die alle 6 koolstofatomen van benzeen bedekt.

Verbinding van stikstofbasen

Complementaire nucleotiden zijn aan elkaar gekoppeld (gehybridiseerd) door middel van waterstofbruggen. Adenine is complementair aan uracil en guanine is complementair aan cytosine. Hoe langer de complementaire regio's op een bepaald RNA, hoe sterker de door hen gevormde structuur zal zijn; integendeel, korte secties zullen onstabiel zijn. Dit bepaalt de functie van een bepaald RNA.
De figuur toont een fragment van het complementaire RNA-gebied. Stikstofbases zijn blauw gearceerd

RNA-structuur

De koppeling van vele groepen nucleotiden vormt RNA-haarspelden (primaire structuur):


Het veelvoud van pinnen in de tape grijpen in een dubbele helix in elkaar. Uitgevouwen lijkt zo'n structuur op een boom (secundaire structuur):


De spiralen staan ​​ook met elkaar in wisselwerking (tertiaire structuur). Je kunt zien hoe de verschillende spiralen met elkaar verbonden zijn:


Andere RNA's vouwen op een vergelijkbare manier. Lijkt op een reeks linten (quaternaire structuur).

Gevolgtrekking

Om de conformaties te berekenen die RNA zal accepteren, volgens hun primaire sequentie, zijn er:

In termen van chemische structuur is RNA (ribonucleïnezuur) een nucleïnezuur, in veel opzichten vergelijkbaar met DNA. Een belangrijk verschil met DNA is dat RNA uit één streng bestaat, de streng zelf is korter, in plaats van thymine, RNA bevat uracil, in plaats van deoxyribose, ribose.

Door zijn structuur is RNA een biopolymeer, waarvan de monomeren nucleotiden zijn. Elk nucleotide bestaat uit een fosforzuurresidu, een ribose en een stikstofbase.

De stikstofbasen die gebruikelijk zijn voor RNA zijn adenine, guanine, uracil en cytosine. Adenine en guanine zijn purines, terwijl uracil en cytosine pyrimidinen zijn. Purinebasen bestaan ​​uit twee ringen en pyrimidine-basen uit één. Naast de vermelde stikstofbasen in RNA, zijn er nog andere (voornamelijk verschillende modificaties van de vermelde), waaronder thymine, dat kenmerkend is voor DNA.

Ribose is pentose (een koolhydraat dat vijf koolstofatomen bevat). In tegenstelling tot deoxyribose heeft het een extra hydroxylgroep, waardoor RNA actiever is in chemische reacties dan DNA. Zoals in alle nucleïnezuren heeft pentose in RNA een cyclische vorm.

Nucleotiden zijn gekoppeld aan een polynucleotideketen door covalente bindingen tussen fosforzuurresten en ribose. Eén fosforzuurresidu is gebonden aan het vijfde koolstofatoom van ribose en het andere (van een aangrenzend nucleotide) is gebonden aan het derde koolstofatoom van ribose. Stikstofbasen zijn gekoppeld aan het eerste koolstofatoom van ribose en bevinden zich loodrecht op de fosfaat-pentose-ruggengraat.

Covalent gekoppelde nucleotiden vormen de primaire structuur van het RNA-molecuul. In termen van hun secundaire en tertiaire structuur zijn RNA's echter heel verschillend, wat verband houdt met de vele functies die ze uitvoeren en het bestaan ​​van verschillende soorten RNA.

De secundaire structuur van RNA wordt gevormd door waterstofbruggen die ontstaan ​​tussen stikstofbasen. In RNA ontstaan ​​deze bindingen echter, in tegenstelling tot DNA, niet tussen verschillende (twee) strengen van een polynucleotide, maar door verschillende manieren van vouwen (lussen, knopen, etc.) van één streng. De secundaire structuur van RNA-moleculen is dus veel diverser dan die van DNA (waar het bijna altijd een dubbele helix is).

De structuur van veel RNA-moleculen impliceert ook een tertiaire structuur, wanneer de delen van het molecuul die al gepaard zijn door waterstofbruggen worden gevouwen. Het transport-RNA-molecuul op het niveau van de secundaire structuur vouwt bijvoorbeeld in een vorm die lijkt op een klaverblad. En op het niveau van de tertiaire structuur vouwt het zich op zodat het lijkt op de letter G.

Ribosomaal RNA vormt complexen met eiwitten (ribonucleoproteïnen).