RNAيتكون من نيوكليوتيدات ، والتي تشمل السكر - الريبوز ، الفوسفات وأحد القواعد النيتروجينية (الأدينين ، اليوراسيل ، الجوانين ، السيتوزين). تشكل الهياكل الأولية والثانوية والثالثية مماثلة لتلك الموجودة في الحمض النووي. معلومات عن تسلسل الأحماض الأمينية للبروتين وارد في معلومات RNA (مرنا ، مرنا)... ثلاثة نيوكليوتيدات متتالية (كودون) تتوافق مع حمض أميني واحد. في الخلايا حقيقية النواة ، تتم معالجة السلائف المكتوبة mRNA أو pre-mRNA لتكوين mRNA الناضج. تتضمن المعالجة إزالة تسلسل البروتين غير المشفر (الإنترونات). بعد ذلك ، يتم تصدير mRNA من النواة إلى السيتوبلازم ، حيث ترتبط الريبوسومات به ، والتي تترجم mRNA باستخدام الحمض الريبي النووي النقال المرتبط بالأحماض الأمينية. النقل (tRNA)- جزيئات صغيرة ، حوالي 80 نيوكليوتيد ، ذات بنية ثلاثية محفوظة. ينقلون أحماض أمينية محددة إلى موقع تخليق رابطة الببتيد في الريبوسوم. يحتوي كل tRNA على موقع ارتباط بالحمض الأميني ومضاد كودون للتعرف والتعلق بكودونات mRNA. يشكل المضاد روابط هيدروجينية مع الكودون ، مما يضع الحمض الريبي النووي النقال في موضع يسهل تكوين رابطة ببتيدية بين آخر حمض أميني من الببتيد المتشكل والحمض الأميني المرتبط بالـ tRNA. RNA الريبوسوم (rRNA) - المكون الحفاز للريبوسومات. تحتوي الريبوسومات حقيقية النواة على أربعة أنواع من جزيئات الرنا الريباسي: 18S و 5.8S و 28S و 5S. يتم تصنيع ثلاثة من أربعة أنواع من الرنا الريباسي في النواة. في السيتوبلازم ، تتحد الحمض النووي الريبوزي مع بروتينات الريبوسوم لتكوين بروتين نووي يسمى الريبوسوم. يرتبط الريبوسوم بـ mRNA ويقوم بتوليف البروتين. يشكل الرنا الريباسي 80٪ من الحمض النووي الريبي الموجود في سيتوبلازم الخلية حقيقية النواة.
المهام:القدرة على إعادة إنتاج نفسها ، والقدرة على الحفاظ على مؤسستك ثابتة ، والقدرة على اكتساب التغييرات وإعادة إنتاجها.
الكود الجيني - مجموعة محددة وترتيب الأحماض الأمينية في سلاسل الببتيد. في مجموعة متنوعة من البروتينات الموجودة في الطبيعة ، تم العثور على حوالي 20 نوعًا من الأحماض الأمينية المختلفة. لتشفيرها ، يمكن فقط توفير عدد كافٍ من مجموعات النوكليوتيدات رمز ثلاثي ، حيث يتم تشفير كل حمض أميني بثلاثة نيوكليوتيدات متجاورة ، 4 3 = 64 ثلاثة توائم تتكون من أربعة نيوكليوتيدات. من الـ 64 توائم المحتملة للحمض النووي ، 61 رمزًا لمختلف الأحماض الأمينية ؛ الثلاثة المتبقية تسمى بلا معنى ، أو "ثلاثة توائم بلا معنى". لا تقوم بتشفير الأحماض الأمينية وتكون بمثابة علامات ترقيم عند قراءة المعلومات الوراثية. وتشمل هذه ATT و ATCT و ATC.
خصائص الكود الجيني: انحطاط - التكرار الواضح للشفرة ، يتم تشفير العديد من الأحماض الأمينية بعدة توائم. هذه الخاصية مهمة جدًا ، نظرًا لأن ظهور تغييرات في بنية جزيء الحمض النووي مثل استبدال أحد النوكليوتيدات في سلسلة عديد النوكليوتيد قد لا يغير معنى الثلاثي. يشفر المزيج الجديد الناتج من ثلاثة نيوكليوتيدات نفس الحمض الأميني. النوعية - كل ثلاثة توائم قادر على ترميز حمض أميني محدد واحد فقط. براعه - يشهد التطابق الكامل للرمز في أنواع مختلفة من الكائنات الحية على وحدة أصل المجموعة الكاملة للأشكال الحية على الأرض في عملية التطور البيولوجي. استمرارية و الكودونات غير المتداخلة عند القراءة – يُقرأ تسلسل النيوكليوتيدات ثلاثة أضعاف بثلاثة توائم بدون فجوات ، بينما لا يتداخل ثلاثة توائم متجاورون ، أي يتم تضمين كل نوكليوتيد فردي في ثلاثة توائم واحد فقط في إطار قراءة معين. والدليل على عدم تداخل الشفرة الجينية هو استبدال حمض أميني واحد فقط في الببتيد أثناء استبدال نوكليوتيد واحد في الحمض النووي.
12 يناير 2018في المقالة المعروضة على انتباهكم ، نقترح دراسة وبناء جدول مقارن للحمض النووي والحمض النووي الريبي. بادئ ذي بدء ، يجب القول أن هناك قسمًا خاصًا في علم الأحياء يتعامل مع تخزين وتنفيذ ونقل المعلومات الوراثية ، واسمه البيولوجيا الجزيئية. هذه هي المنطقة التي سنتطرق إليها بعد ذلك.
سيكون حول البوليمرات (مركبات عضوية عالية الوزن الجزيئي) تتكون من النيوكليوتيدات ، والتي تسمى الأحماض النووية. تؤدي هذه المركبات وظائف مهمة جدًا ، أحدها تخزين المعلومات حول الجسم. من أجل مقارنة الحمض النووي والحمض النووي الريبي (سيتم تقديم الجدول في نهاية المقالة) ، تحتاج إلى معرفة أن هناك نوعين من الأحماض النووية المشاركة في التخليق الحيوي للبروتين:
من أجل تجميع جدول مقارنة للحمض النووي والحمض النووي الريبي ، من الضروري التعرف على هذه البولينوكليوتيدات بمزيد من التفصيل. لنبدأ بسؤال عام. كل من DNA و RNA عبارة عن أحماض نووية. كما ذكرنا سابقًا ، فهي تتكون من بقايا النوكليوتيدات.
يمكن العثور على هذه البوليمرات في أي خلية من خلايا الجسم تمامًا ، حيث تقع على عاتقها مسؤولية كبيرة ، وهي:
الآن دعنا نسلط الضوء بإيجاز على خصائصها الكيميائية الرئيسية:
في جدول المقارنة بين DNA و RNA ، من المهم ملاحظة تشابه مهم للغاية بينهما - وجود السكريات الأحادية في التركيبة. من المهم ملاحظة أن كل حمض نووي له أشكال منفصلة. يحدث انقسام الأحماض النووية إلى DNA و RNA نتيجة لامتلاكها خماسيات مختلفة.
لذلك ، على سبيل المثال ، يمكننا إيجاد الديوكسيريبوز في الحمض النووي ، والريبوز في الحمض النووي الريبي. لاحظ حقيقة أنه لا يوجد أكسجين عند الكربون الثاني في الديوكسيريبوز. لقد توصل العلماء إلى الافتراض التالي - غياب الأكسجين له المعنى التالي:
إذن ، هناك خمس قواعد نيتروجينية في المجموع:
من المهم أن نلاحظ أن هذه الجسيمات الدقيقة هي اللبنات الأساسية لجزيئاتنا. في نفوسهم يتم احتواء جميع المعلومات الجينية ، وبصورة أكثر دقة ، في تسلسلها. في الحمض النووي يمكننا أن نجد: A و G و C و T وفي RNA - A و G و C و Y.
القواعد النيتروجينية هي غالبية الأحماض النووية. بالإضافة إلى الخمسة المدرجة ، هناك آخرون ، لكن هذا نادر للغاية.
ميزة أخرى مهمة هي وجود أربعة مستويات من التنظيم (يمكنك أن ترى هذا في الصورة). كما أصبح واضحًا بالفعل ، فإن الهيكل الأساسي هو سلسلة من النيوكليوتيدات ، بينما تخضع نسبة القواعد النيتروجينية لقوانين معينة.
الهيكل الثانوي عبارة عن حلزون مزدوج ، يكون تكوين كل سلسلة خاصًا بالأنواع. يمكننا العثور على بقايا حمض الفوسفوريك خارج اللولب ، وتقع القواعد النيتروجينية في الداخل.
المستوى الأخير هو الكروموسوم. تخيل أن برج إيفل موضوع في علبة كبريت ، هكذا يتم وضع جزيء الحمض النووي على الكروموسوم. من المهم أيضًا ملاحظة أن الكروموسوم يمكن أن يتكون من كروماتيد واحد أو اثنين.
دعونا نتحدث عن بنية الحمض النووي الريبي قبل تجميع جدول مقارنة للحمض النووي والحمض النووي الريبي.
لمقارنة أوجه التشابه بين DNA و RNA (يمكنك رؤية الجدول في الفقرة الأخيرة من المقالة) ، سنقوم بتحليل أنواع هذا الأخير:
بمقارنة الحمض النووي والحمض النووي الريبي ، من المستحيل التغاضي عن مسألة الوظائف المؤداة. ستنعكس هذه المعلومات بالتأكيد في الجدول النهائي.
لذلك ، بدون تردد لثانية واحدة ، يمكننا التأكيد على أن جميع المعلومات الجينية مبرمجة في جزيء DNA صغير ، قادر على التحكم في كل خطوة. وتشمل هذه:
تخيل أننا عزلنا جميع جزيئات الحمض النووي من خلية واحدة في جسم الإنسان وقمنا بترتيبها على التوالي. إلى متى تعتقد أن السلسلة ستكون؟ يعتقد الكثيرون أن المليمترات ، لكنها ليست كذلك. سيصل طول هذه السلسلة إلى 7.5 سم. بشكل لا يصدق ، لماذا لا نستطيع رؤية الخلية بدون مجهر قوي؟ الشيء هو أن الجزيئات مضغوطة بشدة. تذكر ، لقد تحدثنا بالفعل عن حجم برج إيفل في المقالة.
وما هي الوظائف التي يؤديها الحمض النووي؟
لإجراء مقارنة أكثر دقة بين الحمض النووي والحمض النووي الريبي ، نقترح النظر في الوظائف التي يؤديها هذا الأخير. لقد قيل بالفعل أن ثلاثة أنواع من الحمض النووي الريبي مميزة:
في كثير من الأحيان ، يتم تكليف تلاميذ المدارس بمهمة في علم الأحياء أو الكيمياء - لمقارنة الحمض النووي والحمض النووي الريبي. سيكون الجدول في هذه الحالة مساعدًا ضروريًا. كل ما قيل سابقًا في المقالة ، يمكنك رؤيته هنا بشكل موجز.
| لافتة | الحمض النووي | RNA |
| بنية | سلسلتان. | سلسلة واحدة. |
| سلسلة بولينوكليوتيد | السلاسل ملتوية إلى اليمين بالنسبة لبعضها البعض. | يمكن أن يكون لها أشكال مختلفة ، كل هذا يتوقف على النوع. على سبيل المثال ، خذ tRNA على شكل أوراق القيقب. |
| الموقع | في 99 ٪ ، يكون التوطين في النواة ، ومع ذلك ، يمكن العثور عليه في البلاستيدات الخضراء والميتوكوندريا. | النوى ، الريبوسومات ، البلاستيدات الخضراء ، الميتوكوندريا ، السيتوبلازم. |
| أحادي المعدن | ديوكسي ريبونوكليوتيدات. | ريبونوكليوتيدات. |
| النيوكليوتيدات | أ ، تي ، جي ، تس. | أ ، ز ، ج ، يو. |
| المهام | تخزين المعلومات الوراثية. | يحمل MRNA معلومات وراثية ، ويؤدي rRNA وظيفة هيكلية ، ويشارك mRNA و tRNA و rRNA في تخليق البروتين. |
على الرغم من حقيقة أن خصائصنا المقارنة كانت موجزة للغاية ، فقد تمكنا من تغطية جميع جوانب هيكل ووظائف المركبات قيد الدراسة. يمكن أن يكون هذا الجدول بمثابة ورقة غش جيدة للاختبار أو مجرد تذكير.
تعد البيولوجيا الجزيئية من أهم فروع العلوم البيولوجية ، وتتضمن دراسة تفصيلية لخلايا الكائنات الحية ومكوناتها. يشمل نطاق بحثها العديد من العمليات الحيوية ، مثل الولادة ، والتنفس ، والنمو ، والموت.
كان الاكتشاف الذي لا يقدر بثمن للبيولوجيا الجزيئية هو فك الشفرة الجينية للكائنات العليا وتحديد قدرة الخلية على تخزين ونقل المعلومات الجينية. الدور الرئيسي في هذه العمليات ينتمي إلى الأحماض النووية ، والتي يتميز نوعان منها في الطبيعة - DNA و RNA. ما هي هذه الجزيئات الكبيرة؟ مما يتكونون وما هي الوظائف البيولوجية التي يؤدونها؟
يرمز DNA للحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين. إنها واحدة من ثلاث جزيئات كبيرة للخلايا (الاثنان الآخران هما بروتينات وحمض الريبونوكليك) ، مما يضمن الحفاظ على الشفرة الوراثية ونقلها لتنمية ونشاط الكائنات الحية. بكلمات بسيطة ، الحمض النووي هو ناقل للمعلومات الجينية. يحتوي على النمط الجيني للفرد الذي لديه القدرة على إعادة إنتاج نفسه ونقل المعلومات عن طريق الوراثة.
كمادة كيميائية ، تم عزل الحمض من الخلايا في ستينيات القرن التاسع عشر ، ولكن حتى منتصف القرن العشرين ، لم يتخيل أحد أنه قادر على تخزين ونقل المعلومات. 
لفترة طويلة كان يعتقد أن البروتينات تؤدي هذه الوظائف ، ولكن في عام 1953 تمكنت مجموعة من علماء الأحياء من توسيع فهم جوهر الجزيء بشكل كبير وإثبات الدور الأساسي للحمض النووي في الحفاظ على التركيب الجيني ونقله. كان الاكتشاف هو اكتشاف القرن ، وحصل العلماء على جائزة نوبل لعملهم.
الحمض النووي هو أكبر الجزيئات البيولوجية ويتكون من أربعة نيوكليوتيدات ، تتكون من بقايا حمض الفوسفوريك. من الناحية الهيكلية ، الحمض معقد للغاية. ترتبط نيوكليوتيداتها بسلاسل طويلة ، يتم دمجها في أزواج في هياكل ثانوية - حلزونات مزدوجة.
يميل الحمض النووي إلى التلف بسبب الإشعاع أو المواد المؤكسدة المختلفة ، والتي تحدث بسببها عملية طفرة في الجزيء. يعتمد عمل الحمض بشكل مباشر على تفاعله مع جزيء آخر - البروتينات. الدخول في الترابط معهم في الخلية ، فإنه يشكل مادة الكروماتين ، التي يتم من خلالها إدراك المعلومات.
الحمض النووي الريبي هو حمض نووي يحتوي على قواعد نيتروجينية وبقايا حمض الفوسفوريك. 
هناك فرضية مفادها أنه أول جزيء يكتسب القدرة على إعادة إنتاج نفسه مرة أخرى في عصر تكوين كوكبنا - في أنظمة ما قبل علم الأحياء. يدخل الحمض النووي الريبي حتى اليوم جينومات الفيروسات الفردية ، مؤديًا فيها الدور الذي يلعبه الحمض النووي في الكائنات الأعلى.
يتكون الحمض النووي الريبي من 4 نيوكليوتيدات ، ولكن بدلاً من الحلزون المزدوج ، كما هو الحال في الحمض النووي ، ترتبط سلاسله بمنحنى واحد. تحتوي النيوكليوتيدات على الريبوز ، الذي يشارك بنشاط في عملية التمثيل الغذائي. اعتمادًا على القدرة على تشفير البروتين ، يتم تقسيم الحمض النووي الريبي إلى قالب وغير مرمز.
الأول يعمل كنوع من الوسيط في نقل المعلومات المشفرة إلى الريبوسومات. لا يمكن لهذا الأخير ترميز البروتينات ، لكن لديها قدرات أخرى - ترجمة الجزيئات وربطها.
من حيث التركيب الكيميائي ، فإن الأحماض متشابهة جدًا مع بعضها البعض. كلاهما عبارة عن بوليمرات خطية وهي عبارة عن N- جليكوسيد تم إنشاؤه من مخلفات السكر المكونة من خمسة كربون. الفرق بينهما هو أن بقايا السكر من الحمض النووي الريبي هي ريبوز ، وهو أحادي السكاريد من مجموعة البنتوز الذي يذوب بسهولة في الماء. بقايا السكر في الحمض النووي هي deoxyribose ، أو مشتق ribose ، مع بنية مختلفة قليلاً. 
على عكس الريبوز ، الذي يشكل حلقة من 4 ذرات كربون وذرة أكسجين واحدة ، في الديوكسيريبوز ، يتم استبدال ذرة الكربون الثانية بالهيدروجين. الفرق الآخر بين DNA و RNA هو حجمهما - الأكبر. بالإضافة إلى ذلك ، من بين النيوكليوتيدات الأربعة المدرجة في الحمض النووي ، هناك قاعدة نيتروجينية تسمى الثايمين ، بينما في الحمض النووي الريبي ، بدلاً من الثايمين ، يوجد تنوعها - اليوراسيل.
ما هي DNA و RNA؟ ما هي وظائفهم وأهميتهم في عالمنا؟ مم صنعوا وكيف يعملون؟ هذا وليس فقط تمت مناقشته في المقالة.
تنتمي العلوم البيولوجية التي تدرس مبادئ تخزين وتنفيذ ونقل المعلومات الجينية ، وهيكل ووظيفة البوليمرات الحيوية غير المنتظمة إلى علم الأحياء الجزيئي.
البوليمرات الحيوية ، المركبات العضوية عالية الوزن الجزيئي التي تتكون من بقايا النيوكليوتيدات ، هي أحماض نووية. يقومون بتخزين المعلومات حول كائن حي ، وتحديد تطوره ونموه ووراثة. تشارك هذه الأحماض في التخليق الحيوي للبروتين.
هناك نوعان من الأحماض النووية التي تحدث بشكل طبيعي:
ما هو الحمض النووي ، قيل للعالم في عام 1868 ، عندما تم اكتشافه في نواة خلية الكريات البيض في سمك السلمون والحيوانات المنوية. في وقت لاحق تم العثور عليها في جميع الخلايا الحيوانية والنباتية ، وكذلك في البكتيريا والفيروسات والفطريات. في عام 1953 ، قام كل من J. Watson و F. Crick ، نتيجة للتحليل البنيوي للأشعة السينية ، ببناء نموذج يتكون من سلسلتين بوليمرتين ملتويتين بشكل حلزوني حول بعضهما البعض. في عام 1962 ، حصل هؤلاء العلماء على جائزة نوبل لاكتشافهم.
ما هو الحمض النووي؟ هذا حمض نووي يحتوي على النمط الجيني للفرد وينقل المعلومات عن طريق الوراثة والتكاثر الذاتي. نظرًا لأن هذه الجزيئات كبيرة جدًا ، فهناك عدد كبير من سلاسل النوكليوتيدات المحتملة. لذلك ، فإن عدد الجزيئات المختلفة لا نهائي تقريبًا.
هذه هي أكبر الجزيئات البيولوجية. يتراوح حجمها من ربع في البكتيريا إلى أربعين ملليمترًا في الحمض النووي البشري ، وهو أكبر بكثير من الحجم الأقصى للبروتين. وهي تتكون من أربعة مونومرات ، والمكونات الهيكلية للأحماض النووية - النيوكليوتيدات ، والتي تشمل القاعدة النيتروجينية ، وبقايا حمض الفوسفوريك ، و deoxyribose.
تحتوي القواعد النيتروجينية على حلقة مزدوجة من الكربون والنيتروجين - البيورينات ، وحلقة واحدة - بيريميدين.
البيورينات هي الأدينين والجوانين ، والبيريميدينات هي الثايمين والسيتوزين. يتم تحديدها بأحرف لاتينية كبيرة: A ، G ، T ، C ؛ وفي الأدب الروسي - باللغة السيريلية: A ، G ، T ، C. بمساعدة رابطة هيدروجين كيميائية ، تتحد مع بعضها البعض ، ونتيجة لذلك تظهر الأحماض النووية.
في الكون ، الشكل اللولبي هو الشكل الأكثر شيوعًا. لذلك فإن بنية جزيء الحمض النووي لها أيضًا. سلسلة البولي نيوكليوتيد ملتوية مثل الدرج الحلزوني.
يتم توجيه السلاسل في الجزيء بشكل معاكس من بعضها البعض. اتضح أنه إذا كان في سلسلة واحدة من 3 "-Eend to 5" ، فسيكون الاتجاه في السلسلة الأخرى بالعكس من 5 "-end إلى 3".
يتم ربط خيطين في جزيء بقواعد نيتروجينية بحيث يرتبط الأدينين مع الثايمين ، والجوانين - فقط مع السيتوزين. تحدد النيوكليوتيدات المتتالية في إحدى السلاسل الأخرى. أصبحت هذه التطابقات ، الكامنة وراء ظهور جزيئات جديدة نتيجة للتكرار أو التكرار ، تسمى التكامل.
اتضح أن عدد نيوكليوتيدات الأدينيل يساوي عدد نيوكليوتيدات ثيميديل ، ونيوكليوتيدات الغوانيل تساوي عدد نيوكليوتيدات السيتيدل. سميت هذه المراسلات بـ "حكم Chargaff".
عملية التكاثر الذاتي ، تحت سيطرة الإنزيمات ، هي الخاصية الرئيسية للحمض النووي.
يبدأ كل شيء بفك الحلزون بفضل إنزيم بوليميراز الحمض النووي. بعد كسر الروابط الهيدروجينية ، يتم تصنيع سلسلة ابنة في خيط واحد وآخر ، والمادة من أجلها هي النيوكليوتيدات الحرة الموجودة في النواة.
كل خيط DNA هو قالب لخيط جديد. نتيجة لذلك ، من واحد ، يتم الحصول على جزيئين أصليين متطابقين تمامًا. في هذه الحالة ، يتم تصنيع خيط واحد باعتباره خيطًا مستمرًا ، والآخر مجزأ أولاً ، ثم يتم الانضمام إليه فقط.
يحمل الجزيء جميع المعلومات المهمة حول النيوكليوتيدات ، ويحدد موقع الأحماض الأمينية في البروتينات. يقوم الحمض النووي للإنسان وجميع الكائنات الحية الأخرى بتخزين المعلومات حول خصائصه ، ونقلها إلى النسل.
جزء منه عبارة عن جين - مجموعة من النيوكليوتيدات تقوم بترميز المعلومات حول البروتين. تشكل مجموعة جينات الخلية تركيبها الجيني أو جينومها.
تقع الجينات على امتداد محدد من الحمض النووي. وهي تتكون من عدد معين من النيوكليوتيدات ، مرتبة في تركيبة متسلسلة. هذا يعني أن الجين لا يمكنه تغيير مكانه في الجزيء ، وله عدد محدد جدًا من النيوكليوتيدات. تسلسلهم فريد من نوعه. على سبيل المثال ، يتم استخدام طلب واحد للحصول على الأدرينالين ، ويتم استخدام ترتيب مختلف للأنسولين.
بالإضافة إلى الجينات ، يحتوي الحمض النووي على تسلسلات غير مشفرة. إنهم ينظمون كيفية عمل الجينات ، ويساعدون الكروموسومات ، ويحددون بداية ونهاية الجين. لكن دور معظمهم لا يزال مجهولاً اليوم.
هذا الجزيء مشابه جدًا لحمض deoxyribonucleic. ومع ذلك ، فهي ليست كبيرة مثل الحمض النووي. ويتكون الحمض النووي الريبي أيضًا من أربعة أنواع من النيوكليوتيدات البوليمرية. ثلاثة منها تشبه الحمض النووي ، ولكنها تحتوي على اليوراسيل (U أو Y) بدلاً من الثايمين. بالإضافة إلى ذلك ، يتكون الحمض النووي الريبي من كربوهيدرات - ريبوز. الاختلاف الرئيسي هو أن اللولب لهذا الجزيء هو واحد ، على عكس مزدوج في الحمض النووي.
تعتمد وظائف الحمض النووي الريبي على ثلاثة أنواع مختلفة من الحمض النووي الريبي.
تنقل المعلومات المعلومات الجينية من الحمض النووي إلى سيتوبلازم النواة. وتسمى أيضًا المصفوفة. هذه سلسلة مفتوحة يتم تصنيعها في النواة بواسطة إنزيم RNA polymerase. على الرغم من حقيقة أن نسبته في الجزيء منخفضة للغاية (من ثلاثة إلى خمسة في المائة من الخلية) ، فإن الوظيفة الأكثر أهمية هي أن تكون مصفوفة لتخليق البروتينات ، والإبلاغ عن بنيتها من جزيئات الحمض النووي. يتم ترميز بروتين واحد بواسطة حمض نووي واحد محدد ، وبالتالي فإن قيمته العددية متساوية.
يتكون الريبوسوم بشكل أساسي من حبيبات هيولي - ريبوسومات. يتم تصنيع R-RNA في النواة. يمثلون ما يقرب من ثمانين بالمائة من الخلية بأكملها. هذا النوع له بنية معقدة ، تشكل حلقات على أجزاء مكملة ، مما يؤدي إلى التنظيم الذاتي الجزيئي في جسم معقد. من بينها ، هناك ثلاثة أنواع في بدائيات النوى ، وأربعة في حقيقيات النوى.
يعمل النقل بمثابة "محول" ، حيث يقوم بترتيب الأحماض الأمينية لسلسلة البولي ببتيد بالترتيب المناسب. في المتوسط ، يبلغ طوله ثمانين نيوكليوتيد. تحتوي الخلية على ما يقرب من خمسة عشر بالمائة منهم ، كقاعدة. إنه مصمم لنقل الأحماض الأمينية إلى حيث يتم تصنيع البروتين. يوجد في الخلية ما بين عشرين إلى ستين نوعًا من أنواع نقل الحمض النووي الريبي (RNA). لديهم جميعًا منظمة مماثلة في الفضاء. يأخذون على هيكل يسمى ورقة البرسيم.
عندما تم اكتشاف ماهية الحمض النووي ، لم يكن دوره واضحًا. حتى اليوم ، على الرغم من الكشف عن المزيد من المعلومات ، لا تزال بعض الأسئلة دون إجابة. وبعضها ربما لم تتم صياغته بعد.
تكمن الأهمية البيولوجية المعروفة للحمض النووي والحمض النووي الريبي في حقيقة أن الحمض النووي ينقل المعلومات الوراثية ، ويشارك الحمض النووي الريبي في تخليق البروتين ويشفر بنية البروتين.
ومع ذلك ، هناك إصدارات أن هذا الجزيء يرتبط بحياتنا الروحية. ما هو الحمض النووي البشري بهذا المعنى؟ يحتوي على جميع المعلومات عنه وحياته والوراثة. يعتقد الميتافيزيقيون أن تجربة الحياة الماضية ، والوظائف الإصلاحية للحمض النووي وحتى طاقة "الأنا" العليا - الخالق ، الله موجودة فيها.
في رأيهم ، تحتوي السلاسل على رموز تتعلق بجميع جوانب الحياة ، بما في ذلك الجزء الروحي. لكن بعض المعلومات ، على سبيل المثال ، حول استعادة جسمك ، موجودة في التركيب البلوري للفضاء متعدد الأبعاد حول الحمض النووي. إنه يمثل ثنائي الوجوه وهو ذكرى لجميع قوى الحياة.
نظرًا لحقيقة أن الشخص لا يثقل كاهل نفسه بالمعرفة الروحية ، فإن تبادل المعلومات في الحمض النووي مع غلاف بلوري بطيء للغاية. بالنسبة للشخص العادي ، تبلغ النسبة خمسة عشر بالمائة فقط.
من المفترض أن هذا تم على وجه التحديد لتقصير حياة الشخص والانخفاض إلى مستوى الازدواجية. وبالتالي ، فإن الدين الكرمي للشخص ينمو ، ويتم الحفاظ على مستوى الاهتزاز اللازم لبعض الكيانات على هذا الكوكب.
واليوراسيل (على عكس الحمض النووي ، يحتوي على الثيمين بدلاً من اليوراسيل). توجد هذه الجزيئات في خلايا جميع الكائنات الحية ، وكذلك في بعض الفيروسات.
تتمثل الوظائف الرئيسية للحمض النووي الريبي في الكائنات الخلوية في نموذج لترجمة المعلومات الجينية إلى بروتينات وتزويد الريبوسومات بالأحماض الأمينية المناسبة. في الفيروسات ، هو ناقل للمعلومات الجينية (يشفر بروتينات الغلاف والإنزيمات الفيروسية). تتكون أشباه الفيروسات من جزيء RNA دائري ولا تحتوي على جزيئات أخرى. موجود فرضية عالم الحمض النووي الريبي، وفقًا لذلك ، نشأت الحمض النووي الريبي قبل البروتينات وكانت أول أشكال الحياة.
يتم إنتاج الحمض النووي الريبي الخلوي بواسطة عملية تسمى النسخأي توليف الحمض النووي الريبي على مصفوفة الحمض النووي ، يتم تنفيذه بواسطة إنزيمات خاصة - بوليميراز الحمض النووي الريبي. ثم تشارك الرنا المرسال (mRNAs) في عملية تسمى الترجمة. إذاعة - هذا هو تخليق البروتين على مصفوفة الرنا المرسال بمشاركة الريبوسومات. RNAs الأخرى ، بعد النسخ ، تخضع لتعديلات كيميائية ، وبعد تشكيل الهياكل الثانوية والثالثية ، فإنها تؤدي وظائف اعتمادًا على نوع RNA.
يتميز الحمض النووي الريبي أحادي السلسلة بمجموعة متنوعة من الهياكل المكانية التي يتم فيها إقران بعض النيوكليوتيدات من نفس الخيط مع بعضها البعض. تشارك بعض RNAs عالية التنظيم في تخليق البروتين الخلوي ، على سبيل المثال ، تعمل RNAs على التعرف على الكودونات وتوصيل الأحماض الأمينية المقابلة إلى موقع تخليق البروتين ، وتعمل RNAs المرسال كأساس هيكلي وحفاز للريبوسومات.
ومع ذلك ، فإن وظائف الحمض النووي الريبي في الخلايا الحديثة لا تقتصر على دورها في الترجمة. هذه هي الطريقة التي تشارك بها mRNAs في رنا رسول حقيقيات النوى والعمليات الأخرى.
بالإضافة إلى حقيقة أن جزيئات الحمض النووي الريبي هي جزء من بعض الإنزيمات (على سبيل المثال ، تيلوميراز) ، فإن RNAs الفردية لها نشاطها الإنزيمي الخاص بها ، والقدرة على إحداث فواصل في جزيئات RNA الأخرى ، أو على العكس من ذلك ، "لصق" شظايا RNA. تسمى هذه RNAs الريبوزيمات.
يتكون عدد من الفيروسات من الحمض النووي الريبي ، أي أنها تلعب الدور الذي يلعبه الحمض النووي في الكائنات الحية الأعلى. بناءً على تنوع وظائف الحمض النووي الريبي في الخلية ، تم طرح فرضية ، والتي بموجبها يكون الحمض النووي الريبي هو أول جزيء قادر على التكاثر الذاتي في أنظمة ما قبل علم الأحياء.
تاريخ دراسات الحمض النووي الريبي
تم اكتشاف الأحماض النووية في 1868 سنةمن قبل العالم السويسري يوهان فريدريش ميشر ، الذي أطلق على هذه المواد اسم "نوكلين" لأنها وجدت في النواة (لات. نواة). تم اكتشاف لاحقًا أن الخلايا البكتيرية التي لا تحتوي على نواة تحتوي أيضًا على أحماض نووية.
تم افتراض أهمية الحمض النووي الريبي في تخليق البروتين في عام 1939في أعمال ثوربورن أوسكار كاسبيرسون وجان براشيت وجاك شولتز. عزل جيرارد ميرباكس أول مرسال RNA يشفر هيموجلوبين الأرانب وأظهر أنه عندما تم إدخاله في البويضات ، تم تكوين نفس البروتين.
في الاتحاد السوفياتي في 1956-57تم تنفيذ أعمال (A. Belozersky ، A. Spirin ، E. Volkin ، F. Astrakhan) لتحديد تكوين خلايا RNA ، مما أدى إلى استنتاج أن الجزء الأكبر من RNA في الخلية هو RNA الريبوسوم.
الخامس عام 1959حصل سيفيرو أوتشوا على جائزة نوبل في الطب لاكتشافه آلية تخليق الحمض النووي الريبي. تم تحديد تسلسل 77 نيوكليوتيدات لأحد الحمض النووي الريبي (tRNAs) لخميرة S. cerevisiae في عام 1965في مختبر روبرت هول ، الذي في عام 1968حصل على جائزة نوبل في الطب.
الخامس 1967 اقترح Carl Wese أن RNAs لها خصائص تحفيزية. لقد طرح ما يسمى بفرضية RNA العالمية ، والتي يعمل فيها الحمض النووي الريبي للكائنات الأولية كجزيئات تخزين المعلومات (الآن يلعب هذا الدور بواسطة الحمض النووي) وكجزيئات تحفز التفاعلات الأيضية (الآن تقوم الإنزيمات بذلك).
الخامس 1976 كان والتر فايررز ومجموعته من جامعة غينت (هولندا) أول من حدد تسلسل جينوم الحمض النووي الريبي - العاثية MS2 الموجودة في الفيروس.
في البداية التسعينياتوجد أن إدخال الجينات الأجنبية في جينوم النبات يؤدي إلى قمع التعبير عن الجينات النباتية المماثلة. في نفس الوقت تقريبًا ، تبين أن RNA حوالي 22 قاعدة في الطول ، والتي تسمى الآن micro-RNA ، تلعب دورًا تنظيميًا في نشأة الديدان الأسطوانية.
تم طرح الفرضية حول أهمية الحمض النووي الريبي في تخليق البروتين بواسطة Torbjörn Caspersson بناءً على بحث 1937-1939 في فترة السنتين. ، ونتيجة لذلك تبين أن الخلايا التي تصنع البروتين بنشاط تحتوي على كمية كبيرة من الحمض النووي الريبي. تم تأكيد الفرضية من قبل Hubert Chantrenne.
ملامح هيكل الحمض النووي الريبي
تتكون نيوكليوتيدات الحمض النووي الريبي من سكر - ريبوز ، ترتبط به إحدى القواعد في الموضع 1 ": الأدينين ، الجوانين ، السيتوزين أو اليوراسيل. توحد مجموعة الفوسفات الريب في سلسلة ، وتشكل روابط مع 3 ذرة كربون من ريبوز واحد وفي الموضع 5 بوصات الأخرى. مجموعات الفوسفات في درجة الحموضة الفسيولوجية مشحونة سالبة ، لذلك يمكن تسمية الحمض النووي الريبي بوليانيون.
يتم نسخ الحمض النووي الريبي (RNA) على أنه بوليمر من أربع قواعد (الأدينين (A) ، والجوانين (G) ، والوراسيل (U) ، والسيتوزين (C)) ، لكن الحمض النووي الريبي الناضج يحتوي على العديد من القواعد والسكريات المعدلة. في المجموع ، يحتوي RNA على حوالي 100 نوع مختلف من النيوكليوسيدات المعدلة ، منها:
-2 "-O- ميثيلريبوزتعديل السكر الأكثر شيوعًا ؛
- بسودوريدين- القاعدة المعدلة الأكثر شيوعًا ، وهي الأكثر شيوعًا. في pseudouridine (Ψ) ، فإن الرابطة بين اليوراسيل والريبوز ليست C - N ، ولكن C - C ، يحدث هذا النيوكليوتيد في مواضع مختلفة في جزيئات الحمض النووي الريبي. على وجه الخصوص ، pseudouridine مهم لعمل الحمض النووي الريبي.
قاعدة أخرى معدلة جديرة بالذكر هي هيبوكسانتين ، جوانين ديمينتيد ، ويسمى نوكليوزيد منها إينوزين... يلعب الإينوزين دورًا مهمًا في ضمان تدهور الكود الجيني.
لم يتم فهم دور العديد من التعديلات الأخرى تمامًا ، ولكن في RNA الريبوسومي ، توجد العديد من التعديلات اللاحقة للنسخ في مناطق مهمة لعمل الريبوسوم. على سبيل المثال ، على واحدة من الريبونوكليوتيدات تشارك في تكوين رابطة الببتيد. يمكن للقواعد النيتروجينية في الحمض النووي الريبي أن تشكل روابط هيدروجينية بين السيتوزين والجوانين والأدينين واليوراسيل ، وكذلك بين الجوانين واليوراسيل. ومع ذلك ، من الممكن أيضًا حدوث تفاعلات أخرى ، على سبيل المثال ، يمكن أن تشكل العديد من الأدينينات حلقة ، أو حلقة ، تتكون من أربعة نيوكليوتيدات ، يوجد فيها زوج من القواعد الأدينين - الجوانين.
من السمات الهيكلية الهامة للحمض النووي الريبي الذي يميزه عن الحمض النووي وجود مجموعة الهيدروكسيل في موضع الريبوز 2 "، والذي يسمح لجزيء الحمض النووي الريبي بالتواجد في الشكل A ، بدلاً من الشكل B ، والذي غالبًا ما يتم ملاحظته في الحمض النووي . في الشكل A ، أخدود كبير عميق وضيق وأخدود صغير ضحل وواسع. النتيجة الثانية لوجود مجموعة هيدروكسيل 2 "هي أن اللدائن المطابقة ، أي عدم المشاركة في تشكيل اللولب المزدوج ، المناطق من جزيء الحمض النووي الريبي يمكنه مهاجمة روابط الفوسفات الأخرى كيميائيًا وشقها.
غالبًا ما يكون للشكل "العامل" لجزيء الحمض النووي الريبي أحادي السلسلة ، مثل البروتينات الهيكل الثالث.يتكون الهيكل الثلاثي على أساس عناصر البنية الثانوية ، ويتشكل من خلال روابط هيدروجينية داخل جزيء واحد. هناك عدة أنواع من عناصر البنية الثانوية - الحلقات الجذعية والحلقات والعقد الزائفة. نظرًا للعدد الكبير من خيارات الاقتران الأساسية الممكنة ، فإن التنبؤ بالبنية الثانوية للحمض النووي الريبي مهمة أكثر صعوبة من بنية البروتينات ، ولكن توجد حاليًا برامج فعالة ، على سبيل المثال ، mfold.
مثال على اعتماد وظائف جزيئات الحمض النووي الريبي على هيكلها الثانوي هو مواقع هبوط الريبوسوم الداخلية (IRES). IRES عبارة عن هيكل في الطرف الخامس من الرنا المرسال ، والذي يوفر ربط الريبوسوم الذي يتجاوز الآلية المعتادة لبدء تخليق البروتين ، ويتطلب قاعدة معدلة خاصة (غطاء) عند الطرف 5 "وعوامل بدء البروتين. في البداية ، تم العثور على IRES في الحمض النووي الريبي الفيروسي ، ولكن يوجد الآن دليل متزايد على أن mRNAs الخلوية تستخدم أيضًا آلية بدء تعتمد على IRES تحت الضغط. العديد من أنواع الحمض النووي الريبي ، على سبيل المثال ، الرنا الريباسي و snRNA (snRNA) في الخلية تعمل كمجمعات مع البروتينات التي ترتبط بجزيئات الحمض النووي الريبي بعد تركيبها أو (ذ) التصدير من النواة إلى السيتوبلازم. تسمى مجمعات بروتين الحمض النووي الريبي هذه مجمعات البروتين النووي الريبي أو البروتينات النووية.
مصفوفة الحمض النووي الريبي (مرنا ، مرادف - رسول RNA ، مرنا)- RNA ، وهو المسؤول عن نقل المعلومات حول التركيب الأساسي للبروتينات من DNA إلى مواقع تخليق البروتين. يتم تصنيع mRNA من الحمض النووي أثناء النسخ ، وبعد ذلك يتم استخدامه أثناء الترجمة كقالب لتخليق البروتين. وبالتالي ، فإن mRNA يلعب دورًا مهمًا في "المظهر" (التعبير).
يتراوح طول mRNA الناضج النموذجي من عدة مئات إلى عدة آلاف من النيوكليوتيدات. تم تسجيل أطول mRNAs في (+) sc الفيروسات المحتوية على RNA ، على سبيل المثال ، فيروسات بيكورنا ، ولكن يجب أن نتذكر أنه في هذه الفيروسات يشكل mRNA الجينوم بأكمله.
الغالبية العظمى من RNAs لا تشفر البروتين. يمكن نسخ هذه RNAs غير المشفرة من الجينات الفردية (على سبيل المثال ، RNAs الريبوسوم) أو أن تكون مشتقات من إنترونات. الأنواع الكلاسيكية المدروسة جيدًا من RNAs غير المشفرة هي نقل RNAs (tRNAs) و rRNAs المشاركة في الترجمة. هناك أيضًا فئات من الحمض النووي الريبي (RNA) مسؤولة عن تنظيم الجينات ومعالجة الرنا المرسال وأدوار أخرى. بالإضافة إلى ذلك ، هناك جزيئات RNA غير مشفرة يمكنها تحفيز التفاعلات الكيميائية مثل قطع وربط جزيئات الحمض النووي الريبي. عن طريق القياس مع البروتينات التي يمكن أن تحفز التفاعلات الكيميائية - الإنزيمات (الإنزيمات) ، تسمى جزيئات الحمض النووي الريبي التحفيزية الريبوزيمات.
النقل (tRNA)- جزيئات صغيرة ، حوالي 80 نيوكليوتيد ، ذات هيكل ثلاثي محافظ. ينقلون أحماض أمينية محددة إلى موقع تخليق رابطة الببتيد في الريبوسوم. يحتوي كل tRNA على موقع ارتباط بالحمض الأميني ومضاد كودون للتعرف والتعلق بكودون mRNA. يشكل المضاد روابط هيدروجينية مع الكودون ، مما يضع الحمض الريبي النووي النقال في موضع يسهل تكوين رابطة ببتيدية بين آخر حمض أميني من الببتيد المتشكل والحمض الأميني المرتبط بالـ tRNA.
RNA الريبوسوم (rRNA)- المكون الحفاز للريبوسومات. تحتوي الريبوسومات حقيقية النواة على أربعة أنواع من جزيئات الرنا الريباسي: 18S و 5.8S و 28S و 5S. يتم تصنيع ثلاثة من الأنواع الأربعة من الرنا الريباسي على تعدد الأبعاد. في السيتوبلازم ، تتحد الحمض النووي الريبي مع بروتينات الريبوسوم لتكوين بروتينات نووية تسمى الريبوسومات. يرتبط الريبوسوم بـ mRNA ويقوم بتوليف البروتين. يشكل الرنا الريباسي 80٪ من الحمض النووي الريبي الموجود في سيتوبلازم الخلايا حقيقية النواة.
تم العثور على نوع غير عادي من الحمض النووي الريبي الذي يعمل مثل الحمض النووي الريبي (الحمض النووي الريبي) وممرنا (tmRNA) في العديد من البكتيريا والبلاستيدات. عندما يتوقف الريبوسوم عند الرنا المرسال المعيب دون توقف الكودونات ، فإن الحمض النووي الريبي (tmRNA) يربط ببتيدًا صغيرًا يوجه البروتين إلى التدهور.
Micro-RNA (طول 21-22 نيوكليوتيدات)وجدت في حقيقيات النوى والتأثير من خلال آلية تدخل الحمض النووي الريبي. في هذه الحالة ، يمكن أن يؤدي مركب من الحمض النووي الريبي الدقيق والإنزيمات إلى مثيلة النيوكليوتيدات في الحمض النووي لمحفز الجينات ، والذي يعمل كإشارة إلى انخفاض نشاط الجين. عند استخدام نوع آخر من تنظيم mRNA ، يتحلل الرنا الميكروي التكميلي. ومع ذلك ، هناك miRNAs التي تزيد من التعبير الجيني بدلاً من تقليله.
رنا صغيرة متداخلة (سيرنا ، 20-25 نيوكليوتيدات)غالبًا ما تتشكل نتيجة لانقسام الحمض النووي الريبي الفيروسي ، ولكن توجد أيضًا جزيئات الحمض النووي الريبي الخلوية الذاتية. تعمل الحمض النووي الريبي المتداخل الصغير أيضًا من خلال تداخل الحمض النووي الريبي بواسطة آليات مشابهة لـ micro-RNA.
مقارنة مع الحمض النووي
هناك ثلاثة اختلافات رئيسية بين DNA و RNA:
1 . يحتوي الحمض النووي على سكر ديوكسيريبوز ، RNA - ريبوز ، الذي يحتوي على مجموعة هيدروكسيل إضافية بالمقارنة مع ديوكسيريبوز. تزيد هذه المجموعة من احتمالية التحلل المائي للجزيء ، أي أنها تقلل من استقرار جزيء الحمض النووي الريبي.
2.
النوكليوتيدات المكملة للأدينين في الحمض النووي الريبي ليست الثايمين ، كما هو الحال في الحمض النووي ، ولكن اليوراسيل هو شكل غير ميثيل من الثايمين.
3.
يوجد الحمض النووي على شكل حلزون مزدوج مكون من جزيئين منفصلين. جزيئات الحمض النووي الريبي ، في المتوسط ، أقصر بكثير وحيدة الجديلة في الغالب. أظهر التحليل الهيكلي لجزيئات الحمض النووي الريبي النشطة بيولوجيًا ، بما في ذلك الحمض الريبي النووي الريبي ، والرنا الريباسي snRNA والجزيئات الأخرى التي لا تشفر البروتينات ، أنها لا تتكون من حلزون طويل واحد ، ولكن من العديد من الحلزونات القصيرة الموجودة بالقرب من بعضها البعض وتشكل شيئًا مثل بروتين ثالث بنية. نتيجة لذلك ، يمكن للحمض النووي الريبي تحفيز التفاعلات الكيميائية ، على سبيل المثال ، يتكون مركز ترانسفيراز الببتيد للريبوسوم ، الذي يشارك في تكوين روابط الببتيد للبروتينات ، بالكامل من الحمض النووي الريبي.
ميزات الميزة:
1. المعالجة
تشارك العديد من الرناوات في تعديل الرناوات الأخرى. يتم استئصال الإنترونات من spliceosomes pro-mRNA ، والتي تحتوي ، بالإضافة إلى البروتينات ، على العديد من RNAs النووية الصغيرة (snRNAs). بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تحفز الإنترونات الختان الخاص بها. يمكن أيضًا تعديل الحمض النووي الريبي المركب نتيجة النسخ كيميائيًا. في حقيقيات النوى ، يتم إجراء التعديلات الكيميائية لنيوكليوتيدات الحمض النووي الريبي ، على سبيل المثال ، مثيلةها ، بواسطة رنا نووي صغير (snRNA ، 60-300 نيوكليوتيدات). يتم ترجمة هذا النوع من الحمض النووي الريبي في أجسام النواة والكاجال. بعد ارتباط snRNA بالإنزيمات ، يرتبط snRNA بالحمض النووي الريبي المستهدف عن طريق تكوين أزواج بين قواعد جزيئين ، وتقوم الإنزيمات بتعديل نيوكليوتيدات الحمض النووي الريبي المستهدف. تحتوي الرنا الريبوزومية والنقل على العديد من التعديلات المماثلة ، وغالبًا ما يتم الاحتفاظ بموقعها المحدد في عملية التطور. يمكن أيضًا تعديل SnRNAs و snRNAs نفسها.
2. البث
يربط الحمض الريبي النووي النقال بعض الأحماض الأمينية في السيتوبلازم ويتم إرساله إلى موقع تخليق البروتين على الرنا المرسال ، حيث يرتبط بكودون ويتخلى عن الأحماض الأمينية المستخدمة في تخليق البروتين.
3. وظيفة المعلومات
في بعض الفيروسات ، يؤدي الحمض النووي الريبي الوظائف التي يؤديها الحمض النووي في حقيقيات النوى. أيضًا ، يتم تنفيذ وظيفة المعلومات بواسطة mRNA ، والتي تحمل معلومات حول البروتينات وهي موقع تركيبها.
4. تنظيم الجينات
تشارك بعض أنواع الحمض النووي الريبي في تنظيم الجينات عن طريق زيادة نشاطه أو تقليله. هذه هي ما يسمى miRNAs (رنا صغيرة متداخلة) و microRNAs.
5. الحفازوظيفة
هناك ما يسمى بالإنزيمات التي تشير إلى الحمض النووي الريبي ، وتسمى الريبوزيمات. تؤدي هذه الإنزيمات وظائف مختلفة ولها بنية غريبة.
