RNK sastoji se od nukleotida, koji uključuju šećer - ribozu, fosfat i jednu od dušikovih baza (adenin, uracil, gvanin, citozin). Formira primarne, sekundarne i tercijarne strukture slične strukturama DNA. Podaci o aminokiselinskom slijedu proteina sadržani su u informacijska RNA (mRNA, mRNA)... Jednoj aminokiselini odgovaraju tri uzastopna nukleotida (kodon). U eukariotskim stanicama, prepisani prekursor mRNA ili pre-mRNA se obrađuje u zrelu mRNA. Obrada uključuje uklanjanje nekodirajućih proteinskih sekvenci (introna). Nakon toga, mRNA se izvozi iz jezgre u citoplazmu, gdje su na nju vezani ribosomi, koji prevode mRNA pomoću tRNA povezane s aminokiselinama. Transport (tRNA)- male, približno 80 nukleotidnih molekula sa očuvanom tercijarnom strukturom. Oni transportiraju određene aminokiseline do mjesta sinteze peptidne veze u ribosomu. Svaka tRNA sadrži mjesto vezivanja aminokiselina i antikodon za prepoznavanje i vezivanje za kodone mRNA. Antikodon tvori vodikove veze s kodonom, koji postavlja tRNA u položaj koji olakšava stvaranje peptidne veze između posljednje aminokiseline nastalog peptida i aminokiseline vezane za tRNA. Ribosomska RNA (rRNA) - katalitička komponenta ribosoma. Eukariotski ribosomi sadrže četiri vrste molekula rRNA: 18S, 5.8S, 28S i 5S. Tri od četiri vrste rRNA sintetiziraju se u jezgri. U citoplazmi, ribosomske RNA se kombiniraju s ribosomskim proteinima i tvore nukleoprotein zvan ribosom. Ribosom se veže za mRNA i sintetizira protein. rRNA čini 80% RNA koja se nalazi u citoplazmi eukariotske stanice.
Funkcije: sposobnost da se reproducira, sposobnost da vaša organizacija ostane konstantna, sposobnost stjecanja promjena i njihove reprodukcije.
Genetski kod - Specifičan skup i raspored aminokiselina u peptidnim lancima. U raznolikosti proteina koji se nalaze u prirodi pronađeno je oko 20 različitih aminokiselina. Za njihovo šifriranje dovoljan je broj nukleotidnih kombinacija trojni kod, u kojoj je svaka aminokiselina šifrirana s tri susjedna nukleotida, od četiri nukleotida nastaju 4 3 = 64 tripleta. Od 64 moguća tripleta DNK, 61 kodira različite aminokiseline; preostale 3 nazivaju se besmislenim ili "besmislenim trojkama". Ne šifriraju aminokiseline i služe kao interpunkcijski znakovi pri čitanju nasljednih informacija. To uključuje ATT, ATCT, ATC.
Svojstva genetskog koda: degeneracija - očita redundantnost koda, mnoge aminokiseline su šifrirane s nekoliko trojki. Ovo je svojstvo vrlo važno jer pojava u strukturi molekule DNK promjena poput zamjene jednog nukleotida u polinukleotidnom lancu ne može promijeniti značenje tripleta. Dobivena nova kombinacija tri nukleotida kodira istu aminokiselinu. Specifičnost - svaki triplet može kodirati samo jednu specifičnu aminokiselinu. Svestranost - potpuna podudarnost koda u raznim vrstama živih organizama svjedoči o jedinstvu podrijetla čitave raznolikosti živih oblika na Zemlji u procesu biološke evolucije. Kontinuitet i kodoni koji se ne preklapaju pri čitanju – slijed nukleotida se čita triplet po triplet bez praznina, dok se susjedni tripleti ne preklapaju, t.j. svaki pojedinačni nukleotid uključen je u samo jedan triplet u danom okviru za čitanje. Dokaz nepreklapanja genetskog koda je zamjena samo jedne aminokiseline u peptidu uz zamjenu jednog nukleotida u DNA.
12. siječnja 2018U članku koji vam nudimo pozornost predlažemo proučavanje i izgradnju usporedne tablice DNK i RNK. Za početak, valja reći da postoji poseban odjeljak biologije koji se bavi pohranjivanjem, implementacijom i prijenosom nasljednih informacija, naziv mu je molekularna biologija. To je područje koje ćemo sljedeće dodirnuti.
Bit će riječ o polimerima (organskim spojevima velike molekularne mase) nastalim od nukleotida, koji se nazivaju nukleinske kiseline. Ovi spojevi obavljaju vrlo važne funkcije, od kojih je jedna pohrana podataka o tijelu. Kako biste usporedili DNK i RNK (tablica će biti predstavljena na samom kraju članka), morate znati da postoje dvije vrste nukleinskih kiselina uključenih u biosintezu proteina:
Kako bi se sastavila usporedna tablica DNA i RNA, potrebno je detaljnije se upoznati s tim polinukleotidima. Počnimo s općim pitanjem. I DNA i RNA su nukleinske kiseline. Kao što je ranije spomenuto, oni nastaju iz nukleotidnih ostataka.
Ovi polimeri se mogu naći u apsolutno bilo kojoj stanici tijela, jer je na njihovim ramenima velika odgovornost, a to su:
Sada ćemo vrlo kratko istaknuti njihova glavna kemijska svojstva:
U usporednoj tablici DNA i RNA važno je primijetiti jednu vrlo važnu sličnost među njima - prisutnost monosaharida u sastavu. Važno je napomenuti da svaka nukleinska kiselina ima zasebne oblike. Podjela nukleinskih kiselina na DNA i RNA nastaje kao posljedica činjenice da posjeduju različite pentoze.
Tako, na primjer, u DNK možemo pronaći deoksiribozu, a u RNK ribozu. Uočite činjenicu da na drugom ugljiku u deoksiribozi nema kisika. Znanstvenici su donijeli sljedeću pretpostavku - nedostatak kisika ima sljedeće značenje:
Dakle, postoji ukupno pet dušikovih baza:
Važno je napomenuti da su te sitne čestice građevni blokovi naših molekula. U njima se nalaze, i točnije, u njihovom slijedu sve genetske informacije. U DNK možemo pronaći: A, G, C i T, a u RNK - A, G, C i Y.
Dušične baze su većina nukleinskih kiselina. Osim navedenih pet, postoje i drugi, no to je iznimno rijetko.
Druga važna značajka je prisutnost četiri razine organizacije (to možete vidjeti na slici). Kao što je već postalo jasno, primarna struktura je lanac nukleotida, dok omjer dušikovih baza poštuje određene zakone.
Sekundarna struktura je dvostruka spirala, čiji je sastav svakog lanca specifičan za vrstu. Ostatke fosforne kiseline možemo pronaći izvan spirale, a unutar njih se nalaze dušične baze.
Posljednja razina je kromosom. Zamislite da je Eiffelov toranj smješten u kutiju šibica, tako se molekula DNA polaže na kromosom. Također je važno napomenuti da se kromosom može sastojati od jedne ili dvije kromatide.
Razgovarajmo o strukturi RNK prije sastavljanja usporedne tablice za DNK i RNK.
Da bismo usporedili sličnosti između DNK i RNK (možete vidjeti tablicu u posljednjem odlomku članka), analizirat ćemo sorte potonjeg:
Uspoređujući DNK i RNK, nemoguće je zanemariti pitanje obavljanja funkcija. Ove će se informacije svakako odraziti u konačnoj tablici.
Dakle, ne oklijevajući ni sekunde, možemo ustvrditi da su sve genetske informacije programirane u maloj molekuli DNA, sposobnoj kontrolirati svaki naš korak. To uključuje:
Zamislite da smo izolirali sve molekule DNA iz jedne stanice ljudskog tijela i rasporedili ih u niz. Što mislite koliko će dug biti lanac? Mnogi će pomisliti da milimetri, ali nije. Duljina ovog lanca bit će čak 7,5 centimetara. Nevjerojatno, zašto onda ne možemo vidjeti ćeliju bez moćnog mikroskopa? Stvar je u tome što su molekule vrlo snažno stisnute. Sjetite se, već smo u članku govorili o veličini Eiffelovog tornja.
Ali koje funkcije obavlja DNK?
Za točniju usporedbu DNK i RNK, predlažemo da razmotrimo funkcije koje ona obavlja. Već je rečeno da se razlikuju tri vrste RNK:
Često se školarcima daje zadatak iz biologije ili kemije - da usporede DNK i RNK. Stol će u ovom slučaju biti neophodan pomoćnik. Sve što je ranije rečeno u članku, ovdje možete vidjeti u sažetom obliku.
| Znak | DNK | RNK |
| Struktura | Dva lanca. | Jedan lanac. |
| Polinukleotidni lanac | Lanci su uvijeni udesno jedan prema drugom. | Može imati različite oblike, sve ovisi o vrsti. Na primjer, uzmite tRNA u obliku javorovog lista. |
| Lokalizacija | U 99%slučajeva lokalizacija je u jezgri, međutim može se naći u kloroplastima i mitohondrijima. | Nukleoli, ribosomi, kloroplasti, mitohondriji, citoplazma. |
| Monomer | Deoksiribonukleotidi. | Ribonukleotidi. |
| Nukleotidi | A, T, G, Ts. | A, G, C, U. |
| Funkcije | Pohrana nasljednih podataka. | MRNA nosi nasljedne informacije, rRNA obavlja strukturnu funkciju, mRNA, tRNA i rRNA sudjeluju u sintezi proteina. |
Unatoč činjenici da su se naše usporedne karakteristike pokazale vrlo kratkim, uspjeli smo pokriti sve aspekte strukture i funkcije spojeva koji se razmatraju. Ova tablica može poslužiti kao dobra varalica za ispit ili samo kao podsjetnik.
Molekularna biologija jedna je od najvažnijih grana bioloških znanosti i podrazumijeva detaljno proučavanje stanica živih organizama i njihovih sastavnica. Opseg njezina istraživanja uključuje mnoge vitalne procese, poput rođenja, disanja, rasta, smrti.
Neprocjenjivo otkriće molekularne biologije bilo je dešifriranje genetskog koda viših bića i određivanje sposobnosti stanice da pohranjuje i prenosi genetske informacije. Glavna uloga u tim procesima pripada nukleinskim kiselinama, od kojih se u prirodi razlikuju dvije vrste - DNA i RNA. Koje su to makromolekule? Od čega su sačinjeni i koje biološke funkcije obavljaju?
DNK označava deoksiribonukleinsku kiselinu. Jedna je od tri stanične makromolekule (druge dvije su proteini i ribonukleinska kiselina), koja osigurava očuvanje i prijenos genetskog koda za razvoj i djelovanje organizama. Jednostavnim riječima, DNK je nositelj genetskih informacija. Sadrži genotip pojedinca koji se ima sposobnost reproducirati i prenosi informacije nasljeđivanjem.
Kao kemikalija, kiselina je izolirana iz stanica još 1860 -ih, ali do sredine 20. stoljeća nitko nije zamišljao da je sposobna pohranjivati i prenositi informacije. 
Dugo se vjerovalo da proteini obavljaju te funkcije, ali 1953. skupina biologa uspjela je značajno proširiti razumijevanje bitnosti molekule i dokazati primarnu ulogu DNA u očuvanju i prijenosu genotipa. Nalaz je bio otkriće stoljeća, a znanstvenici su za svoj rad dobili Nobelovu nagradu.
DNK je najveća biološka molekula i sastoji se od četiri nukleotida, koji se sastoje od ostatka fosforne kiseline. Strukturno, kiselina je prilično složena. Njegovi nukleotidi međusobno su povezani dugim lancima, koji su u parovima kombinirani u sekundarne strukture - dvostruke spirale.
DNK se oštećuje zračenjem ili raznim oksidirajućim tvarima, zbog čega dolazi do procesa mutacije u molekuli. Djelovanje kiseline izravno ovisi o njezinoj interakciji s drugom molekulom - proteinima. Ulazeći u međusobnu vezu s njima u stanici, tvori kromatinsku tvar, unutar koje se informacije ostvaruju.
RNA je ribonukleinska kiselina koja sadrži dušične baze i ostatke fosforne kiseline. 
Postoji hipoteza da je to prva molekula koja je stekla sposobnost reprodukcije još u doba nastanka našeg planeta - u prebiološkim sustavima. RNA i danas ulazi u genome pojedinih virusa, obavljajući u njima ulogu koju DNK igra u višim bićima.
Ribonukleinska kiselina sastoji se od 4 nukleotida, ali umjesto dvostruke spirale, kao u DNA, njezini su lanci povezani jednom krivuljom. Nukleotidi sadrže ribozu koja aktivno sudjeluje u metabolizmu. Ovisno o sposobnosti kodiranja proteina, RNA se dijeli na predložak i nekodirajući.
Prvi djeluje kao svojevrsni posrednik u prijenosu kodiranih informacija do ribosoma. Potonji ne mogu kodirati proteine, ali imaju druge sposobnosti - translaciju i ligaciju molekula.
Po svom kemijskom sastavu kiseline su vrlo slične jedna drugoj. Oba su linearni polimeri i N-glikozid nastao od ostataka šećera s pet ugljika. Njihova razlika je u tome što je šećerni ostatak RNA riboza, monosaharid iz grupe pentoza koji se lako otapa u vodi. Ostatak šećera u DNK je deoksiriboza ili derivat riboze, s nešto drugačijom strukturom. 
Za razliku od riboze, koja tvori prsten od 4 atoma ugljika i 1 atoma kisika, u deoksiribozi je drugi atom ugljika zamijenjen vodikom. Druga razlika između DNA i RNA je njihova veličina - veća. Osim toga, među četiri nukleotida uključena u DNK, jedan je dušična baza koja se naziva timin, dok je u RNK, umjesto timina, prisutna njegova raznolikost - uracil.
Što su DNA i RNA? Koje su njihove funkcije i značaj u našem svijetu? Od čega su napravljeni i kako rade? O tome se ne samo raspravlja u članku.
Biološke znanosti koje proučavaju načela pohrane, implementacije i prijenosa genetskih informacija, strukturu i funkcije nepravilnih biopolimera pripadaju molekularnoj biologiji.
Biopolimeri, organski spojevi velike molekulske mase koji nastaju iz nukleotidnih ostataka, su nukleinske kiseline. Pohranjuju podatke o živom organizmu, određuju njegov razvoj, rast, nasljedstvo. Ove kiseline sudjeluju u biosintezi proteina.
Postoje dvije vrste prirodnih nukleinskih kiselina:
Svijetu je 1868. godine rečeno o tome što je DNK, kada je otkrivena u jezgri stanica leukocita lososa i sperme. Kasnije su pronađeni u svim životinjskim i biljnim stanicama, kao i u bakterijama, virusima i gljivama. Godine 1953. J. Watson i F. Crick, kao rezultat rendgenske strukturne analize, izgradili su model koji se sastoji od dva polimerna lanca, koji su spiralno uvijeni jedan oko drugog. Ti su znanstvenici 1962. za svoje otkriće dobili Nobelovu nagradu.
Što je DNK? Ovo je nukleinska kiselina koja sadrži genotip pojedinca i prenosi informacije nasljeđivanjem, samoreprodukcijom. Budući da su te molekule vrlo velike, postoji ogroman broj mogućih nukleotidnih sekvenci. Stoga je broj različitih molekula praktički beskonačan.
To su najveće biološke molekule. Njihova veličina kreće se od jedne četvrtine u bakterijama do četrdeset milimetara u ljudskoj DNK, što je mnogo veće od maksimalne veličine proteina. Sastoje se od četiri monomera, strukturnih komponenti nukleinskih kiselina - nukleotida, koji uključuju dušičnu bazu, ostatak fosforne kiseline i deoksiribozu.
Dušične baze imaju dvostruki prsten ugljika i dušika - purine, te jedan prsten - pirimidine.
Purini su adenin i gvanin, a pirimidini timin i citozin. Označeni su velikim latiničnim slovima: A, G, T, C; a u ruskoj književnosti - ćirilicom: A, G, T, C. Uz pomoć kemijske vodikove veze međusobno se spajaju, uslijed čega nastaju nukleinske kiseline.
U svemiru je spirala najčešći oblik. Dakle, struktura molekule DNA također ima to. Polinukleotidni lanac uvijen je poput spiralnog stubišta.
Lanci u molekuli usmjereni su suprotno jedan od drugog. Ispada da ako u jednom lancu od 3 "-kraj do 5", onda će u drugom lancu orijentacija biti obrnuta od 5 "-kraj do 3".
Dvije niti su u molekulu povezane dušikovim bazama na način da adenin ima vezu s timinom, a gvanin - samo s citozinom. Uzastopni nukleotidi u jednom lancu definiraju drugi. Ta se korespondencija, koja je u osnovi nastanka novih molekula kao rezultat replikacije ili duplikacije, počela nazivati komplementarnošću.
Pokazalo se da je broj adenil nukleotida jednak broju timidil nukleotida, a gvanil nukleotidi jednaki broju citidil nukleotida. Ta se prepiska počela nazivati "Chargaffovo pravilo".
Proces samoreprodukcije, pod kontrolom enzima, glavno je svojstvo DNK.
Sve počinje odmotavanjem spirale zahvaljujući enzimu DNA polimerazi. Nakon prekida vodikovih veza, u jednom i drugom lancu sintetizira se kćer lanac, čiji materijal su slobodni nukleotidi prisutni u jezgri.
Svaki lanac DNK predložak je za novi lanac. Kao rezultat toga, iz jedne se dobivaju dvije apsolutno identične roditeljske molekule. U tom se slučaju jedna nit sintetizira kao kontinuirana, a druga je prvo fragmentarna, pa se tek zatim spaja.
Molekula nosi sve važne informacije o nukleotidima, određuje mjesto aminokiselina u proteinima. DNK osobe i svi drugi organizmi pohranjuju podatke o svojim svojstvima, prosljeđujući ih potomcima.
Dio toga je gen - skupina nukleotida koja kodira informacije o proteinu. Skup gena stanice tvori njezin genotip ili genom.
Geni se nalaze na određenom dijelu DNK. Sastoje se od određenog broja nukleotida, koji su raspoređeni u sekvencijalnoj kombinaciji. To znači da gen ne može promijeniti svoje mjesto u molekuli, a ima vrlo specifičan broj nukleotida. Njihov slijed je jedinstven. Na primjer, jedan red se koristi za dobivanje adrenalina, a drugi redoslijed za inzulin.
Osim gena, DNK sadrži nekodirajuće sekvence. Oni reguliraju način rada gena, pomažu kromosomima i označavaju početak i kraj gena. No, danas uloga većine njih ostaje nepoznata.
Ova molekula je vrlo slična deoksiribonukleinskoj kiselini. Međutim, nije tako velik kao DNK. RNA se također sastoji od četiri vrste polimernih nukleotida. Tri od njih su slične DNK, ali umjesto timina, on sadrži uracil (U ili Y). Osim toga, RNA se sastoji od ugljikohidrata - riboze. Glavna razlika je u tome što je spirala ove molekule pojedinačna, za razliku od dvostruke u DNK.
Funkcije ribonukleinske kiseline temelje se na tri različite vrste RNK.
Informacijski prenosi genetske informacije iz DNA u citoplazmu jezgre. Također se naziva matrica. Ovo je otvoreni lanac koji u jezgri sintetizira enzim RNA polimeraza. Unatoč činjenici da je njezin postotak u molekuli izuzetno nizak (od tri do pet posto stanice), on ima najvažniju funkciju - biti matrica za sintezu bjelančevina, informirajući o njihovoj strukturi iz molekula DNA. Jedan protein kodiran je jednom specifičnom DNK, pa je njihova brojčana vrijednost jednaka.
Ribosomal se uglavnom sastoji od citoplazmatskih granula - ribosoma. R-RNA se sintetizira u jezgri. Oni čine približno osamdeset posto cijele stanice. Ova vrsta ima složenu strukturu, tvoreći petlje na komplementarnim dijelovima, što dovodi do molekularne samoorganizacije u složeno tijelo. Među njima postoje tri vrste kod prokariota, a četiri kod eukariota.
Transport djeluje kao "adapter", raspoređujući aminokiseline polipeptidnog lanca odgovarajućim redoslijedom. U prosjeku je dugačak osamdeset nukleotida. Ćelija ih u pravilu sadrži gotovo petnaest posto. Dizajniran je za nošenje aminokiselina do mjesta gdje se protein sintetizira. U ćeliji postoji od dvadeset do šezdeset vrsta transportne RNK. Svi oni imaju sličnu organizaciju u svemiru. Poprimaju strukturu zvanu djetelina.
Kad je otkriveno što je DNK, njezina uloga nije bila toliko očita. Čak i danas, unatoč činjenici da se otkriva mnogo više informacija, neka pitanja ostaju bez odgovora. A neki, možda, još nisu ni formulirani.
Poznati biološki značaj DNA i RNA leži u činjenici da DNA prenosi nasljedne informacije, a RNA je uključena u sintezu proteina i kodira strukturu proteina.
Međutim, postoje verzije da je ova molekula povezana s našim duhovnim životom. Što je ljudska DNK u tom smislu? Sadrži sve podatke o njemu, njegovu životu i naslijeđu. Metafizičari vjeruju da je iskustvo prošlih života, obnoviteljske funkcije DNK, pa čak i energija Višeg "Ja" - Stvoritelja, Boga sadržano u njemu.
Po njihovom mišljenju, lanci sadrže kodove koji se odnose na sve aspekte života, uključujući i duhovni dio. No, neke informacije, na primjer, o obnovi vašeg tijela, nalaze se u kristalnoj strukturi višedimenzionalnog prostora oko DNK. Predstavlja dodekaedar i sjećanje je na svu životnu snagu.
Zbog činjenice da se osoba ne opterećuje duhovnim znanjem, razmjena informacija u DNK s kristalnom ljuskom vrlo je spora. Za prosječnu osobu to je samo petnaest posto.
Pretpostavlja se da je to učinjeno posebno kako bi se osobi skratio život i palo na razinu dualnosti. Dakle, karmički dug osobe raste, a razina vibracija neophodna za neke entitete održava se na planetu.
I uracil (za razliku od DNA, koji sadrži timin umjesto uracila). Te se molekule nalaze u stanicama svih živih organizama, kao i u nekim virusima.
Glavne funkcije RNK u staničnim organizmima predložak su za prevođenje genetskih informacija u proteine i opskrbu odgovarajućih aminokiselina ribosomima. Kod virusa je nositelj genetskih informacija (kodira proteine ovojnice i virusne enzime). Viroidi se sastoje od kružne molekule RNK i ne sadrže druge molekule. Postoji Hipoteza RNA svijeta, prema kojem su RNA nastale prije bjelančevina i bile su prvi oblici života.
Stanične RNA nastaju postupkom tzv transkripcija, odnosno sintezu RNA na matrici DNA, koju izvode posebni enzimi - RNA polimeraza. Glasničke RNA (mRNA) tada sudjeluju u procesu koji se naziva translacija. Emitiranje - Ovo je sinteza proteina na matrici mRNA uz sudjelovanje ribosoma. Ostale RNA, nakon transkripcije, podliježu kemijskim modifikacijama, a nakon stvaranja sekundarnih i tercijarnih struktura obavljaju funkcije ovisno o vrsti RNK.
Jednolančanu RNK karakteriziraju različite prostorne strukture u kojima su neki od nukleotida iste niti međusobno upareni. Neke visoko strukturirane RNK uključene su u sintezu staničnih proteina, na primjer, transportne RNK služe za prepoznavanje kodona i isporuku odgovarajućih aminokiselina na mjesto sinteze proteina, a glasničke RNK služe kao strukturna i katalitička osnova ribosoma.
Međutim, funkcije RNA u modernim stanicama nisu ograničene samo na njihovu ulogu u prevođenju. Tako su mRNA uključene u RNK eukariotskih glasnika i druge procese.
Osim što su molekule RNK dio nekih enzima (na primjer, telomeraza), pojedinačne RNK imaju svoju enzimsku aktivnost, sposobnost da naprave prekide u drugim molekulama RNK ili, naprotiv, "zalijepe" dva fragmenta RNK. Takve se RNK nazivaju ribozimi.
Niz virusa sastoji se od RNA, odnosno u njima ima ulogu koju DNK igra u višim organizmima. Na temelju raznolikosti funkcija RNA u stanici, postavljena je hipoteza prema kojoj je RNA prva molekula sposobna za samoreprodukciju u prebiološkim sustavima.
Povijest istraživanja RNA
Nukleinske kiseline otkrivene su u 1868 godinešvicarskog znanstvenika Johanna Friedricha Mieschera, koji je te tvari nazvao "nuklein" jer su se nalazile u jezgri (lat. nucleus). Kasnije je otkriveno da bakterijske stanice koje nemaju jezgru također sadrže nukleinske kiseline.
Važnost RNK u sintezi proteina pretpostavila se u 1939 godina u djelu Thorburna Oscara Kasperssona, Jeana Bracheta i Jacka Schultza. Gerard Mairbachs izolirao je prvu glasničku RNK koja kodira zečji hemoglobin i pokazao da se pri uvođenju u oocite stvara isti protein.
U Sovjetskom Savezu godine 1956-57 provedena su istraživanja (A. Belozersky, A. Spirin, E. Volkin, F. Astrakhan) kako bi se utvrdio sastav stanica RNK, što je dovelo do zaključka da je najveći dio RNK u stanici ribosomska RNK.
V. 1959 godine Severo Ochoa dobio je Nobelovu nagradu za medicinu za otkriće mehanizma sinteze RNK. Slijed 77 nukleotida jedne od tRNA kvasca S. cerevisiae određen je u 1965 godina u laboratoriju Roberta Halla, za koji je u 1968 godina dobio je Nobelovu nagradu za medicinu.
V. 1967 Carl Wese je predložio da RNK imaju katalitička svojstva. Iznio je takozvanu RNA svjetsku hipotezu, u kojoj je RNK proto-organizama služila i kao molekule za pohranu informacija (sada tu ulogu ima DNK) i kao molekule koje kataliziraju metaboličke reakcije (sada to rade enzimi).
V. 1976 Walter Fireers i njegov tim sa Sveučilišta u Gentu (Nizozemska) prvi su odredili slijed genoma RNA - bakteriofaga MS2 sadržanog u virusu.
Na početku 1990 -ih utvrđeno je da uvođenje stranih gena u biljni genom dovodi do potiskivanja ekspresije sličnih biljnih gena. Otprilike u isto vrijeme pokazalo se da RNA duljine oko 22 baze, koja se danas naziva mikro-RNA, igra regulatornu ulogu u ontogenezi okruglih crva.
Hipotezu o ulozi RNK u sintezi proteina iznio je Torbjörn Caspersson na temelju istraživanja Dvogodišnje razdoblje 1937-1939., uslijed čega je pokazano da stanice koje aktivno sintetiziraju protein sadrže veliku količinu RNA. Hipotezu je potvrdio Hubert Chantrenne.
Značajke strukture RNK
RNA nukleotidi sastoje se od šećera - riboze, za koju je jedna od baza vezana u položaju 1 ": adenin, gvanin, citozin ili uracil. Fosfatna skupina ujedinjuje riboze u lanac, tvoreći veze s 3" atomom ugljika jedne riboze i u položaju 5 "druge. Fosfatne skupine pri fiziološkom pH negativno su nabijene, pa se RNA može nazvati polianion.
RNA se transkribira kao polimer četiri baze (adenin (A), gvanin (G), uracil (U) i citozin (C)), ali zrela RNA sadrži mnogo modificiranih baza i šećera. Ukupno, RNA sadrži oko 100 različitih vrsta modificiranih nukleozida, od kojih:
-2 "-O-metilriboza najčešća modifikacija šećera;
- Pseudouridine- najčešće modificirana baza, koja je i najčešća. U pseudouridinu (Ψ), veza između uracila i riboze nije C - N, već C - C, ovaj nukleotid se nalazi na različitim položajima u molekulama RNK. Konkretno, pseudouridin je važan za funkcioniranje tRNA.
Druga modificirana baza koju vrijedi spomenuti je hipoksantin, deaminirani gvanin, čiji se nukleozid naziva inozin... Inozin ima važnu ulogu u osiguravanju degeneracije genetskog koda.
Uloga mnogih drugih modifikacija nije u potpunosti shvaćena, ali u ribosomalnoj RNA mnoge post-transkripcijske modifikacije nalaze se u regijama važnim za funkcioniranje ribosoma. Na primjer, na jednom od ribonukleotida koji sudjeluju u stvaranju peptidne veze. Dušične baze u RNA mogu tvoriti vodikove veze između citozina i gvanina, adenina i uracila, kao i između gvanina i uracila. Međutim, moguće su i druge interakcije, na primjer, nekoliko adenina može tvoriti petlju, ili petlju od četiri nukleotida, u kojoj postoji par baza adenin - gvanin.
Važna strukturna značajka RNA po kojoj se razlikuje od DNK je prisutnost hidroksilne skupine u 2 "položaju riboze, što omogućuje da molekula RNA postoji u A, a ne u B-konformaciji, što se najčešće opaža u DNK . U obliku A, duboki i uski veliki utor te plitki i široki manji utor Druga posljedica prisutnosti 2 "hidroksilne skupine je ta konformacijski plastična, odnosno ne sudjeluju u stvaranju dvostruke spirale, područja molekule RNA može kemijski napasti druge fosfatne veze i cijepati ih.
"Radni" oblik jednolančane molekule RNA, poput proteina, često ima tercijarna struktura. Tercijarna struktura nastaje na temelju elemenata sekundarne strukture, nastaje vodikovim vezama unutar jedne molekule. Postoji nekoliko vrsta sekundarnih elemenata strukture-matične petlje, petlje i pseudo čvorovi. Zbog velikog broja mogućih opcija uparivanja baza, predviđanje sekundarne strukture RNA mnogo je teži zadatak od strukture proteina, ali trenutno postoje učinkoviti programi, na primjer, mfold.
Primjer ovisnosti funkcija molekula RNA o njihovoj sekundarnoj strukturi su unutarnja mjesta slijetanja ribosoma (IRES). IRES je struktura na 5 "kraju glasničke RNA, koja omogućuje vezanje ribosoma zaobilazeći uobičajeni mehanizam pokretanja sinteze proteina, zahtijeva posebnu modificiranu bazu (kapu) na 5" kraju i čimbenike inicijacije proteina. U početku su IRES pronađeni u virusnim RNK, ali sada je sve više dokaza da stanične mRNA također koriste stresni mehanizam ovisan o IRES-u. Mnoge vrste RNA, na primjer, rRNA i snRNA (snRNA) u stanici funkcioniraju kao kompleksi s proteinima koji se povezuju s molekulama RNA nakon njihove sinteze ili (y) izvoza iz jezgre u citoplazmu. Takvi RNA-proteinski kompleksi nazivaju se ribonukleoproteinski kompleksi ili ribonukleoproteini.
Matriksna ribonukleinska kiselina (mRNA, sinonim - glasnička RNK, mRNA)- RNA, koja je odgovorna za prijenos informacija o primarnoj strukturi proteina iz DNA na mjesta sinteze proteina. mRNA se sintetizira iz DNA tijekom transkripcije, nakon čega se, pak, koristi tijekom translacije kao predložak za sintezu proteina. Dakle, mRNA igra važnu ulogu u "manifestaciji" (ekspresiji).
Duljina tipične zrele mRNA je od nekoliko stotina do nekoliko tisuća nukleotida. Najduže mRNA zabilježene su u (+) sc RNA-sadržavajućim virusima, na primjer, pikornavirusima, ali treba imati na umu da u tim virusima mRNA tvori cijeli njihov genom.
Velika većina RNA ne kodira protein. Ove nekodirajuće RNA mogu se prepisati iz pojedinačnih gena (npr. Ribosomske RNA) ili biti derivati introna. Klasične, dobro proučene vrste nekodirajućih RNK su transportne RNA (tRNA) i rRNA uključene u translaciju. Postoje i klase RNK odgovorne za regulaciju gena, obradu mRNA i druge uloge. Osim toga, postoje nekodirane molekule RNA koje mogu katalizirati kemijske reakcije, poput rezanja i vezivanja molekula RNA. Po analogiji s proteinima koji mogu katalizirati kemijske reakcije - enzimima (enzimima), katalitičke molekule RNA nazivaju se ribozimi.
Transport (tRNA)- mali, oko 80 nukleotida, molekula s konzervativnom tercijarnom strukturom. Oni transportiraju određene aminokiseline do mjesta sinteze peptidne veze u ribosomu. Svaka tRNA sadrži mjesto vezivanja aminokiselina i antikodon za prepoznavanje i vezivanje za mDNA kodon. Antikodon tvori vodikove veze s kodonom, koji postavlja tRNA u položaj koji olakšava stvaranje peptidne veze između posljednje aminokiseline nastalog peptida i aminokiseline vezane za tRNA.
Ribosomska RNA (rRNA)- katalitička komponenta ribosoma. Eukariotski ribosomi sadrže četiri vrste molekula rRNA: 18S, 5.8S, 28S i 5S. Tri od četiri vrste rRNA sintetiziraju se na polisomima. U citoplazmi, ribosomske RNA se kombiniraju s ribosomskim proteinima i tvore nukleoproteine zvane ribosomi. Ribosom se veže za mRNA i sintetizira protein. rRNA čini 80% RNA i nalazi se u citoplazmi eukariotskih stanica.
Neobična vrsta RNA koja djeluje kao tRNA i mRNA (tmRNA) nalazi se u mnogim bakterijama i plastidama. Kad se ribosom zaustavi na neispravnoj mRNA bez stop kodona, tmRNA veže mali peptid koji usmjerava protein na razgradnju.
Mikro-RNK (duljine 21-22 nukleotida) nalaze u eukariota i utječu kroz mehanizam RNA smetnji. U tom slučaju kompleks mikro-RNK i enzima može dovesti do metilacije nukleotida u DNA promotora gena, što služi kao signal za smanjenje aktivnosti gena. Kada se koristi druga vrsta regulacije mRNA, komplementarna mikroRNA se razgrađuje. Međutim, postoje miRNA koje povećavaju, a ne smanjuju ekspresiju gena.
Male interferirajuće RNA (siRNA, 20-25 nukleotida)često nastaju kao rezultat cijepanja virusnih RNA, ali postoje i endogene stanične miRNA. Male interferirajuće RNA također djeluju putem RNA interferencije mehanizmima sličnim mikro-RNA.
Usporedba s DNK
Postoje tri glavne razlike između DNK i RNK:
1 . DNK sadrži šećernu deoksiribozu, RNA - ribozu, koja ima dodatnu hidroksilnu skupinu u usporedbi s deoksiribozom. Ova skupina povećava vjerojatnost hidrolize molekule, odnosno smanjuje stabilnost molekule RNA.
2.
Nukleotid komplementaran adeninu u RNA nije timin, kao u DNA, već je uracil nemetilirani oblik timina.
3.
DNK postoji u obliku dvostruke spirale koja se sastoji od dvije odvojene molekule. Molekule RNA su u prosjeku mnogo kraće i pretežno jednolančane. Strukturna analiza biološki aktivnih molekula RNA, uključujući tRNA, rRNA snRNA i druge molekule koje ne kodiraju proteine, pokazala je da se ne sastoje od jedne duge spirale, već od brojnih kratkih spirala smještenih jedna blizu druge i tvore nešto poput tercijarnog proteina struktura. Kao rezultat toga, RNA može katalizirati kemijske reakcije, na primjer, centar peptid-transferaze ribosoma, koji je uključen u stvaranje peptidnih veza proteina, u potpunosti se sastoji od RNA.
Značajke značajke:
1. Obrada
Mnoge RNK su uključene u modifikaciju drugih RNK. Introni su izrezani iz pro-mRNA spliceosoma, koji osim proteina sadrže nekoliko malih nuklearnih RNA (snRNA). Osim toga, introni mogu katalizirati vlastitu eksciziju. RNA sintetizirana kao rezultat transkripcije također se može kemijski modificirati. Kod eukariota kemijske modifikacije nukleotida RNA, na primjer, njihova metilacija, izvode male nuklearne RNK (snRNA, 60-300 nukleotida). Ova vrsta RNK je lokalizirana u jezgri i Cajal tijelu. Nakon povezivanja snRNA s enzimima, snRNA se veže za ciljanu RNA tvoreći parove između baza dviju molekula, a enzimi mijenjaju nukleotide ciljane RNA. Ribosomske i transportne RNK sadrže mnoge slične modifikacije, čiji se specifičan položaj često zadržava u procesu evolucije. SnRNA i same snRNA također se mogu modificirati.
2. Emitiranje
TRNA veže određene aminokiseline u citoplazmi i šalje se na mjesto sinteze proteina na mRNA, gdje se veže za kodon i odustaje od aminokiseline koja se koristi za sintezu proteina.
3. Informacijska funkcija
U nekim virusima RNA obavlja funkcije koje DNK obavlja u eukariota. Također, informacijsku funkciju obavlja mRNA, koja nosi informacije o proteinima i mjesto je njene sinteze.
4. Regulacija gena
Neke vrste RNA uključene su u regulaciju gena povećavajući ili smanjujući njezinu aktivnost. To su takozvane miRNA (male interferirajuće RNK) i mikroRNK.
5. Katalitičkifunkcija
Postoje takozvani enzimi koji se odnose na RNK, zovu se ribozimi. Ovi enzimi obavljaju različite funkcije i imaju posebnu strukturu.
