RNA is 'n noodsaaklike komponent van die molekulêre genetiese meganismes van die sel. Die inhoud van ribonukleïensure is 'n paar persent van sy droë gewig, en ongeveer 3-5% van hierdie hoeveelheid val op boodskapper-RNA (mRNA), wat direk betrokke is by proteïensintese, wat bydra tot die implementering van die genoom.
Die mRNA-molekule kodeer die aminosuurvolgorde van die proteïen wat vanaf die geen gelees word. Daarom word matriks-ribonukleïensuur andersins inligting (mRNA) genoem.
Algemene kenmerke
Soos alle ribonukleïensure, is boodskapper-RNA 'n ketting van ribonukleotiede (adenien, guanien, sitosien en urasiel) wat deur fosfodiesterbindings met mekaar verbind is. Meestal het mRNA slegs 'n primêre struktuur, maar in sommige gevalle het dit 'n sekondêre struktuur.
Daar is tienduisende mRNA-spesies in 'n sel, wat elkeen verteenwoordig word deur 10-15 molekules wat ooreenstem met 'n spesifieke plek in DNS. mRNA bevat inligting oor die struktuur van een of meerbakterieë) proteïene. Die aminosuurvolgorde word voorgestel as drieling van die koderende gebied van die mRNA-molekule.
Biologiese rol
Die hooffunksie van boodskapper-RNA is om genetiese inligting te implementeer deur dit van DNA na die plek van proteïensintese oor te dra. In hierdie geval voer mRNA twee take uit:
- herskryf inligting oor die primêre struktuur van die proteïen uit die genoom, wat in die proses van transkripsie uitgevoer word;
- interaksie met die proteïensintetiseringsapparaat (ribosome) as 'n semantiese matriks wat die aminosuurvolgorde bepaal.
Eintlik is transkripsie die sintese van RNA, waarin DNS as 'n sjabloon optree. Slegs in die geval van boodskapper-RNA het hierdie proses egter die waarde om inligting oor die proteïen vanaf die geen te herskryf.
Dit is mRNA wat die hoofbemiddelaar is waardeur die pad van genotipe tot fenotipe (DNA-RNA-proteïen) uitgevoer word.
Die leeftyd van mRNA in 'n sel
Messenger-RNA woon vir 'n baie kort tyd in die sel. Die bestaanstydperk van een molekule word gekenmerk deur twee parameters:
- Funksionele halfleeftyd word bepaal deur die vermoë van mRNA om as 'n sjabloon te dien en word gemeet deur die vermindering in die hoeveelheid proteïen wat per molekule gesintetiseer word. In prokariote is hierdie syfer ongeveer 2 minute. Gedurende hierdie tydperk word die hoeveelheid gesintetiseerde proteïen gehalveer.
- Chemiese halfleeftyd word bepaal deur die vermindering van boodskapper-RNA-molekules wat in staat is tot hibridisering(komplementêre verbinding) met DNA, wat die integriteit van die primêre struktuur kenmerk.
Chemiese halfleeftyd is gewoonlik langer as funksionele halfleeftyd, aangesien 'n effense aanvanklike agteruitgang van die molekule (byvoorbeeld 'n enkele breuk in die ribonukleotiedketting) nog nie hibridisasie met DNA voorkom nie, maar reeds proteïen voorkom. sintese.
Halfleeftyd is 'n statistiese konsep, so die bestaan van 'n spesifieke RNA-molekule kan aansienlik hoër of laer as hierdie waarde wees. Gevolglik het sommige mRNA's tyd om verskeie kere vertaal te word, terwyl ander afgebreek word voordat die sintese van een proteïenmolekule voltooi is.
In terme van degradasie, is eukariotiese mRNA's baie meer stabiel as prokariotiese (halfleeftyd is ongeveer 6 uur). Om hierdie rede is hulle baie makliker om ongeskonde van die sel te isoleer.
mRNA-struktuur
Die nukleotiedvolgorde van boodskapper-RNA sluit vertaalde streke in, waarin die primêre struktuur van die proteïen gekodeer is, en nie-insiggewende streke, waarvan die samestelling in prokariote en eukariote verskil.
Die koderingstreek begin met 'n inisiasiekodon (AUG) en eindig met een van die beëindigingkodons (UAG, UGA, UAA). Afhangende van die tipe sel (kern of prokarioties), kan boodskapper-RNA een of meer translasiestreke bevat. In die eerste geval word dit monocistronies genoem, en in die tweede - polisistronies. Laasgenoemde is slegs kenmerkend vir bakterieë en archaea.
Kenmerke van die struktuur en funksionering van mRNA in prokariote
Transkripsieprosesse in prokarioteen vertalings vind gelyktydig plaas, dus het boodskapper-RNA slegs 'n primêre struktuur. Net soos in eukariote, word dit voorgestel deur 'n lineêre volgorde van ribonukleotiede, wat inligtings- en nie-koderende streke bevat.
Die meeste mRNA's van bakterieë en archaea is polisistronies (bevat verskeie koderende streke), wat te wyte is aan die eienaardigheid van die organisasie van die prokariotiese genoom, wat 'n operonstruktuur het. Dit beteken dat inligting oor verskeie proteïene in een DNA-transkripsie gekodeer word, wat daarna na RNA oorgedra word. 'n Klein deel van boodskapper-RNA is monocistronies.
Onvertaalde streke van bakteriële mRNA word voorgestel deur:
- leierreeks (geleë aan die 5`-kant);
- sleepwa (of einde) ry (geleë by die 3`-kant);
- onvertaalde intersistroniese streke (spasieers) - geleë tussen die koderende streke van polisistroniese RNA.
Die lengte van intersistroniese rye kan van 1-2 tot 30 nukleotiede wees.
Eukariotiese mRNA
Eukariotiese mRNA is altyd monocistronies en bevat 'n meer komplekse stel nie-koderende streke wat insluit:
- cap;
- 5`-onvertaalde area (5`NTR);
- 3`-onvertaalde area (3`NTR);
- polyadenyl-stert.
Die algemene struktuur van boodskapper-RNA in eukariote kan voorgestel word asskemas met die volgende volgorde van elemente: kap, 5`-UTR, AUG, vertaalde streek, stopkodon, 3`UTR, poli-A-stert.
In eukariote word die prosesse van transkripsie en vertaling beide in tyd en ruimte geskei. Die boodskapper-RNA verkry 'n dop en 'n poliadenielstert tydens rypwording, wat verwerking genoem word, en word dan van die kern na die sitoplasma vervoer, waar ribosome gekonsentreer is. Verwerking sny ook introne uit wat na RNA oorgedra word vanaf die eukariotiese genoom.
Waar ribonukleïensure gesintetiseer word
Alle tipes RNA word gesintetiseer deur spesiale ensieme (RNA-polimerases) gebaseer op DNA. Gevolglik is die lokalisering van hierdie proses in prokariotiese en eukariotiese selle verskillend.
In eukariote word transkripsie binne die kern uitgevoer, waarin DNS in die vorm van chromatien gekonsentreer is. Terselfdertyd word pre-mRNA eers gesintetiseer, wat 'n aantal modifikasies ondergaan en eers daarna na die sitoplasma vervoer word.
In prokariote is die plek waar ribonukleïensure gesintetiseer word die area van die sitoplasma wat aan die nukleoïed grens. RNA-sintetiseerende ensieme tree in wisselwerking met gedepiraliseerde lusse van bakteriële chromatien.
Transkripsiemeganisme
Die sintese van boodskapper-RNA is gebaseer op die beginsel van komplementariteit van nukleïensure en word uitgevoer deur RNA-polimerases wat die sluiting van die fosfodiesterbinding tussen ribonukleosiedtrifosfate kataliseer.
In prokariote word mRNA gesintetiseer deur dieselfde ensiem as ander spesiesribonukleotiede, en in eukariote deur RNA-polimerase II.
Transkripsie sluit 3 stadiums in: aanvang, verlenging en beëindiging. In die eerste stadium heg die polimerase aan die promotor, 'n gespesialiseerde plek wat die koderende volgorde voorafgaan. By die verlengingstadium bou die ensiem die RNA-ketting op deur nukleotiede by die ketting te voeg wat komplementêr met die templaat-DNS-ketting in wisselwerking tree.
