RNA'nın ikincil yapısı. Ribonükleik asitlerin yapısı ve işlevleri

RNA molekülü ayrıca monomerleri ribonükleotit olan bir polimerdir, RNA tek sarmallı bir moleküldür. DNA zincirlerinden biri ile aynı şekilde inşa edilmiştir. RNA nükleotitleri, DNA nükleotitlerine benzer, ancak kendileriyle aynı değildir. Bunlardan dördü de vardır ve azotlu bir baz, pentoz ve fosforik asit kalıntılarından oluşurlar. Üç azotlu baz, DNA'dakiyle tamamen aynıdır: ANCAK, G ve C. Ancak bunun yerine T RNA'daki DNA, benzer yapıda bir pirimidin bazı içerir, urasil ( saat). DNA ve RNA arasındaki temel fark, karbonhidratın doğasıdır: DNA nükleitlerinde monosakkarit deoksiribozdur ve RNA'da ribozdur. Nükleotitler arasındaki bağlantı, DNA'da olduğu gibi, bir şeker ve bir fosforik asit tortusu aracılığıyla gerçekleştirilir. İçeriği belirli organizmaların hücrelerinde sabit olan DNA'nın aksine, içlerindeki RNA içeriği dalgalanır. Yoğun sentezin meydana geldiği yerlerde belirgin şekilde daha yüksektir.

Gerçekleştirilen işlevlerle ilgili olarak, çeşitli RNA türleri ayırt edilir.

RNA'yı aktarın (tRNA). tRNA molekülleri en kısadır: sadece 80-100 nükleotitten oluşurlar. Bu tür parçacıkların moleküler ağırlığı 25-30 bindir.Taşıma RNA'ları esas olarak hücrenin sitoplazmasında bulunur. Görevleri amino asitleri ribozomlara, protein sentezi bölgesine aktarmaktır. Hücrelerin toplam RNA içeriğinin yaklaşık %10'unu tRNA oluşturur.

ribozomal RNA (rRNA). Bunlar büyük moleküllerdir: sırasıyla 3-5 bin nükleotit içerirler, moleküler ağırlıkları 1-1.5 milyona ulaşır Ribozomal RNA'lar ribozomun önemli bir bölümünü oluşturur. Hücredeki toplam RNA içeriğinin yaklaşık %90'ını rRNA oluşturur.

haberci RNA'sı (mRNA) veya haberci RNA (mRNA), çekirdekte ve sitoplazmada bulunur. İşlevi, protein yapısı hakkındaki bilgileri DNA'dan ribozomlardaki protein sentezi bölgesine aktarmaktır. MRNA'nın payı, hücrenin toplam RNA içeriğinin yaklaşık %0.5-1'ini oluşturur. mRNA'nın boyutu büyük ölçüde değişir - 100 ila 10.000 nükleotid.

Tüm RNA türleri, bir tür şablon görevi gören DNA üzerinde sentezlenir.

DNA, kalıtsal bilgilerin taşıyıcısıdır.

Her protein, bir veya daha fazla polipeptit zinciri ile temsil edilir. DNA'nın bir polipeptit zinciri hakkında bilgi taşıyan bölümüne denir. genetik şifre. Bir hücredeki DNA moleküllerinin toplamı, genetik bilginin taşıyıcısı olarak işlev görür. Genetik bilgi ana hücrelerden yavru hücrelere ve ebeveynlerden çocuklara aktarılır. Gen genetik birimidir, veya kalıtsal bilgiler.

DNA hücredeki genetik bilginin taşıyıcısıdır - proteinlerin sentezinde doğrudan rol almaz. Ökaryotik hücrelerde, DNA molekülleri çekirdeğin kromozomlarında bulunur ve proteinlerin sentezlendiği sitoplazmadan bir nükleer zar ile ayrılır. Ribozomlara - protein montaj bölgeleri - çekirdekten, nükleer zarfın gözeneklerinden geçebilen bir bilgi taşıyıcı gönderilir. Messenger RNA (mRNA) böyle bir aracıdır. Tamamlayıcılık ilkesine göre RNA adı verilen bir enzimin katılımıyla DNA üzerinde sentezlenir. polimeraz.

Messenger RNA, tek sarmallı bir moleküldür ve transkripsiyon, çift sarmallı bir DNA molekülünün bir sarmalından gelir. Tüm DNA molekülünün bir kopyası değil, sadece bir kısmı - ökaryotlarda bir gen veya prokaryotlarda bir işlevi yerine getirmek için gerekli proteinlerin yapısı hakkında bilgi taşıyan bir grup bitişik gen. Bu gen grubuna denir operon. Her operonun başında RNA polimeraz adı verilen bir tür iniş yeri bulunur. destekçi.bu, enzimin kimyasal afinite nedeniyle "tanıdığı" özel bir DNA nükleotid dizisidir. RNA polimeraz sadece promotöre bağlanarak RNA sentezini başlatabilir. Operonun sonuna ulaşan enzim, okumanın sonunu belirten bir sinyalle (belirli bir nükleotit dizisi şeklinde) karşılaşır. Bitmiş mRNA, DNA'dan uzaklaşır ve protein sentezi bölgesine gider.

Transkripsiyon sürecinde dört aşama vardır: 1) RNA bağlanması- bir promotör ile polimeraz; 2) inisiyasyon- sentezin başlangıcı. ATP veya GTP ile sentezlenen RNA molekülünün ikinci nükleotidi arasındaki ilk fosfodiester bağının oluşumundan oluşur; 3) uzama– RNA zinciri büyümesi; onlar. nükleotitlerin, tamamlayıcı nükleotitlerinin kopyalanan DNA zincirinde olduğu sırayla birbirine ardışık olarak eklenmesi. Uzama hızı saniyede 50 nükleotittir; 4) sonlandırma- RNA sentezinin tamamlanması.

Nükleer zarın gözeneklerinden geçtikten sonra, mRNA, genetik bilginin deşifre edildiği ribozomlara gönderilir - nükleotitlerin "dilinden" amino asitlerin "diline" çevrilir. Ribozomlarda meydana gelen mRNA şablonuna göre polipeptit zincirlerinin sentezine denir. yayın yapmak(lat. çeviri - çeviri).

Proteinlerin sentezlendiği amino asitler, taşıma RNA'ları (tRNA'lar) adı verilen özel RNA'ların yardımıyla ribozomlara iletilir. Bir hücrede amino asitleri kodlayan kodonlar kadar farklı tRNA vardır. Her tRNA'nın "sayfasının" üstünde, mRNA'daki kodonun nükleotitlerini tamamlayıcı olan üç nükleotitlik bir dizi vardır. onu ararlar antikodon.Özel bir enzim olan bir kodaz, tRNA'yı tanır ve yaprak sapına bir amino asit ekler, sadece antikodonu tamamlayıcı üçlü tarafından kodlanan amino asit. Bir ATP molekülünün enerjisi, tRNA ile "kendi" amino asidi arasında kovalent bir bağın oluşumu için harcanır.

Bir amino asidin polipeptit zincirine dahil edilebilmesi için tRNA'dan ayrılması gerekir. Bu, tRNA ribozoma girdiğinde ve antikodon mRNA'daki kodonunu tanıdığında mümkün olur. Ribozom, iki tRNA molekülünü bağlamak için iki bölgeye sahiptir. Bu alanlardan biri olarak adlandırılan akseptör tRNA bir amino asitle girer ve kodonuna (I) bağlanır. Bu amino asit, büyüyen protein (II) zincirini kendisine bağlar (kabul eder) mi? Aralarında peptit bağı oluşur. şimdi mRNA kodonu ile birlikte bağlı olan tRNA bağışçı ribozom bölümü. Yeni bir tRNA, bir sonraki kodon (III) tarafından şifrelenen amino aside bağlı, boşalan alıcı bölgeye gelir. Verici bölgeden ayrılan polipeptit zinciri tekrar buraya aktarılır ve bir bağlantı daha uzatılır. Büyüyen zincirdeki amino asitler, onları kodlayan kodonların mRNA'da yer aldığı sırayla bağlanır.

Ribozomda üç üçlüden biri bulunduğunda ( UAA, UAG, UGA), genler arasındaki "noktalama işaretleri" olduğundan, alıcı sitede hiçbir tRNA yer alamaz. Gerçek şu ki, "noktalama işaretlerinin" nükleotid dizilerini tamamlayıcı olan hiçbir antikodon yoktur. Ayrılan zincirin alıcı bölgede tutunacak hiçbir şeyi yoktur ve ribozomdan ayrılır. Protein sentezi tamamlandı.

Prokaryotlarda protein sentezi kodonla başlar. Ağustos, her genin kopyasında ilk sırada yer alır, ribozomda öyle bir konuma sahiptir ki, özel bir tRNA'nın antikodonu onunla etkileşime girer, onunla bağlantılıdır. formilmentiyonin. Amino asit metiyoninin bu değiştirilmiş formu hemen donör bölgesine girer ve ifadede büyük harf rolünü oynar - herhangi bir polipeptit zincirinin sentezi onunla bakteri hücresinde başlar. üçlü ne zaman Ağustos ilk etapta değil, genden bir kopyanın içinde, amino asit metiyonini kodlar. Polipeptit zincirinin sentezinin tamamlanmasından sonra, formilmetiyonin ondan ayrılır ve bitmiş proteinde yoktur.

Protein üretimini artırmak için, mRNA genellikle aynı anda bir değil birkaç ribozomdan geçer. Bir mRNA molekülünün birleştirdiği yapıya ne ad verilir? polisom. Her ribozomda, bu boncuk benzeri montaj hattında özdeş proteinler sentezlenir.

Amino asitler, tRNA tarafından sürekli olarak ribozomlara sağlanır. Amino asidi bağışlayan tRNA, ribozomdan ayrılır ve bir kodaz yardımıyla bağlanır. Protein üretimi için tüm "bitkinin hizmetleri"nin yüksek tutarlılığı, birkaç saniye içinde yüzlerce amino asitten oluşan polipeptit zincirlerinin sentezlenmesini sağlar.

Genetik kodun özellikleri. Bir hücrede transkripsiyon süreci boyunca, bilgi DNA'dan proteine ​​​​aktarılır.

DNA → mRNA → protein

DNA ve mRNA'da bulunan genetik bilgi, moleküllerdeki nükleotid dizisinde bulunur.

Nükleotidlerin "dilinden" amino asitlerin "diline" bilgi çevirisi nasıl gerçekleşir? Bu çeviri, genetik kod kullanılarak gerçekleştirilir. kod veya şifre, bir bilgi biçimini diğerine çevirmek için bir semboller sistemidir. Genetik Kod mRNA'daki nükleotid dizisini kullanarak proteinlerdeki amino asit dizisi hakkında bilgi kaydetmek için bir sistemdir.

Genetik kodun özellikleri nelerdir?

üçlü kod. RNA dört nükleotid içerir: A, G, C, W. Bir nükleotid ile bir amino asit belirlemeye çalışsaydık, 20 amino asitten 16'sı şifresiz kalırdı. İki harfli bir kod 16 amino asidi şifreler. Doğa, üç harfli veya üçlü bir kod yarattı. Demek oluyor 20 amino asidin her biri, üçlü veya kodon adı verilen üç nükleotit dizisi tarafından kodlanır.

Kod dejenere. Demek oluyor her amino asit birden fazla kodon tarafından kodlanır.İstisnalar: her biri bir üçlü tarafından kodlanan metonin ve triptofan.

Kod açık. Her kodon sadece bir amino asidi kodlar.

Genler arasında "noktalama işaretleri" vardır. Basılı metinde her cümlenin sonunda nokta bulunur. Birkaç ilgili ifade bir paragrafı oluşturur. Genetik bilgi dilinde, böyle bir paragraf bir operon ve onun tamamlayıcı mRNA'sıdır. Prokaryotik operondaki veya bireysel bir ökaryotik gendeki her gen, bir polipeptit zincirini kodlar - bir ifade. Birçok durumda mRNA şablonu boyunca birkaç farklı polipeptit zinciri sırayla oluşturulduğundan, bunların birbirinden ayrılması gerekir. Bunu yapmak için, genetik yılda üç özel üçlü vardır - her biri bir polipeptit zincirinin sentezinin durduğunu gösteren UAA, UAG, UGA. Böylece bu üçüzler noktalama işareti işlevini yerine getirir. Her genin sonunda bulunurlar.

Genin içinde "noktalama işaretleri" yoktur.

Kod evrenseldir. Genetik kod, Dünya'da yaşayan tüm canlılar için aynıdır. Bakterilerde ve mantarlarda, buğday ve pamukta, balıklarda ve solucanlarda, kurbağalarda ve insanlarda aynı üçüzler aynı amino asitleri kodlar.

DNA replikasyonu ilkeleri. Hücre ve organizmaların nesillerinde genetik materyalin devamlılığı süreçle sağlanır. replikasyon - DNA moleküllerinin kopyalanması. Bu karmaşık işlem, polinükleotit zincirlerine istenen konformasyonu vermek için gerekli olan, katalitik aktiviteye sahip olmayan birkaç enzim ve protein kompleksi tarafından gerçekleştirilir. Replikasyon sonucunda, iki özdeş çift DNA sarmalı oluşur. Bu sözde yavru moleküller birbirinden ve orijinal ana DNA molekülünden farklı değildir. Replikasyon hücrede bölünmeden önce gerçekleşir, böylece her yavru hücre, ana hücrenin sahip olduğu DNA moleküllerinin tıpatıp aynısını alır. Çoğaltma işlemi bir dizi ilkeye dayanmaktadır:

Sadece bu durumda, DNA polimerazlar ana zincirler boyunca hareket edebilir ve onları kardeş zincirlerin hatasız sentezi için şablonlar olarak kullanabilirler. Ancak milyonlarca baz çiftinden oluşan sarmalların tamamen çözülmesi, hücre koşullarında imkansız olan çok sayıda dönme ve bu tür enerji maliyetleri ile ilişkilidir. Bu nedenle ökaryotlarda replikasyon, DNA molekülünün bazı yerlerinde aynı anda başlar. Kız zincirlerin sentezinin başladığı iki nokta arasındaki bölgeye denir. replikon. o replikasyon birimi

Ökaryotik bir hücredeki her DNA molekülü birçok replikon içerir. Her replikonda, bir replikasyon çatalı görülebilir - DNA molekülünün özel enzimlerin etkisi altında zaten çözülmüş olan kısmı. Çataldaki her bir iplik, tamamlayıcı bir yavru ipliğin sentezi için bir şablon görevi görür. Çoğaltma sırasında, çatal ana molekül boyunca hareket ederken, DNA'nın yeni bölümleri bükülmez. DNA polimerazları matris zincirleri boyunca sadece bir yönde hareket edebildiğinden ve zincirler antiparalel olarak yönlendirildiğinden, her çatalda aynı anda iki farklı enzimatik kompleks sentezlenir. Ayrıca, her çatalda, bir kız (öncü) zincir sürekli olarak büyür ve diğer (gecikmeli) zincir, birkaç nükleotit uzunluğunda ayrı parçalar tarafından sentezlenir. Bu tür enzimler, onları keşfeden Japon bilim adamının adını almıştır. Okazaki'nin parçaları sürekli bir zincir oluşturmak için DNA ligaz ile bağlanır. DNA fragmanlarının kızı zincirlerinin oluşum mekanizmasına süreksiz denir.

Primer DNA polimeraz ihtiyacı, önde gelen ipliğin sentezini veya gecikmeli ipliğin Okazaki fragmanlarının sentezini başlatamaz. Yalnızca deoksiribonükleotitleri 3'-OH ucuna sırayla bağlayarak zaten var olan bir polinükleotit zinciri oluşturabilir. Büyüyen DNA zincirinin ilk 5' ucu nereden geliyor? adı verilen özel bir RNA polimeraz tarafından DNA şablonu üzerinde sentezlenir. primaz(İngilizce Astar - tohum). Ribonükleotid primerinin boyutu, DNA poimerazı tarafından oluşturulan DNA zincirinin boyutuna kıyasla küçüktür (20 nükleotitten daha az). yerine getirdi Fonksiyonlar RNA primeri özel bir enzim tarafından çıkarılır ve bu sırada oluşan boşluk, komşu Okazaki fragmanının 3'-OH ucunu primer olarak kullanan DNA polimeraz tarafından kapatılır.

Doğrusal DNA moleküllerinin uçlarının yetersiz replikasyonu sorunu. Aşırı RNA primerlerinin çıkarılması, lineer ebeveyn DNA molekülünün her iki sarmalının 3'-uçlarına tamamlayıcı olması, alt zincirlerin 10-20 nükleotitten daha kısa olmasına yol açar. Bu, lineer moleküllerin uçlarının yetersiz kopyalanması sorunudur.

Lineer DNA moleküllerinin 3' uçlarının yetersiz replikasyonu sorunu, özel bir enzim kullanılarak ökaryotik hücreler tarafından çözülür - telomeraz.

Telomeraz, kromozomların 3'-terminal DNA moleküllerini kısa tekrar eden dizilerle tamamlayan bir DNA polimerazdır. Birbiri ardına yerleştirilmişler, 10 bin nükleotit uzunluğunda düzenli bir terminal yapı oluştururlar. Protein kısmına ek olarak telomeraz, DNA'yı tekrarlarla genişletmek için bir şablon görevi gören RNA'yı içerir.

DNA moleküllerinin uçlarının uzama şeması. İlk olarak, çıkıntılı DNA ucunun telomeraz RNA'nın şablon bölgesine tamamlayıcı bağlanması meydana gelir, ardından telomeraz, 3'-OH ucunu tohum olarak ve enzimin parçası olan RNA'yı bir şablon olarak kullanarak DNA'yı oluşturur. Bu aşamaya uzama denir. Bundan sonra, yer değiştirme meydana gelir, yani. DNA'nın enzime göre bir tekrarla genişletilmiş hareketi. Bunu uzama ve başka bir yer değiştirme takip eder.

Sonuç olarak, kromozomların özel uç yapıları oluşur. Tekrar tekrar tekrarlanan kısa DNA dizilerinden ve spesifik proteinlerden oluşurlar.

rRNA ve tRNA öncüllerinin sentezi, ire-mRNA'nın sentezine benzer. Ribozomal RNA'nın birincil kopyası intron içermez ve spesifik RNazların etkisi altında parçalanarak 28S-, 18S- ve 5.8S-pRNA oluşturur; 5S-pRNA, RNA polimeraz III'ün katılımıyla sentezlenir.

rRNA ve tRNA.

Birincil tRNA transkriptleri ayrıca kısmi hidroliz ile olgun formlara dönüştürülür.
Tüm RNA türleri, proteinlerin biyosentezinde yer alır, ancak bu süreçteki işlevleri farklıdır. Proteinlerin birincil yapısını belirleyen matriksin rolü haberci RNA'lar (mRNA'lar) tarafından gerçekleştirilir.Hücresiz protein biyosentez sistemlerinin kullanımı, çeviri mekanizmalarını incelemek için büyük önem taşır. Doku homojenatları, en az biri etiketlenmiş olan bir amino asit karışımı ile inkübe edilirse, etiketin proteinlere dahil edilmesiyle protein biyosentezi kaydedilebilir. Sentezlenen proteinin birincil yapısı, sisteme eklenen mRNA'nın birincil yapısı tarafından belirlenir. Hücresiz sistem globin mRNA'dan oluşuyorsa (retikülositlerden izole edilebilir), globin sentezlenir (a- ve (3-globin zincirleri); albümin sentezlenirse hepatositlerden izole edilen albümin mRNA'sı vb.

14. Replikasyon değeri:

a) Proökaryotik hücre bölünmesinin tüm tiplerinin altında yatan önemli bir moleküler mekanizma olan süreç, b) Hem tek hücreli hem de çok hücreli organizmaların her türlü üremesini sağlar,

c) Hücrenin sabitliğini korur

fizyolojik yenilenmenin bir sonucu olarak organların, dokuların ve organizmanın bileşimi

d) bireysel bireylerin uzun vadeli varlığını sağlar;

e) organizma türlerinin uzun süreli varlığını sağlar;

e) süreç, bilginin tam olarak ikiye katlanmasına katkıda bulunur;

g) replikasyon sürecinde patolojik değişikliklerin gelişmesiyle protein sentezinin bozulmasına yol açabilecek hatalar (mutasyonlar) mümkündür.

DNA molekülünün hücre bölünmesinden önce ikiye katlanması benzersiz özelliğine replikasyon denir.

Kalıtsal bilgilerin taşıyıcısı olarak doğal DNA'nın özel özellikleri:

1) replikasyon - yeni zincirlerin oluşumu tamamlayıcıdır;

2) kendi kendini düzeltme - DNA polimeraz hatalı olarak kopyalanmış bölgeleri ayırır (10-6);

3) onarım - restorasyon;

Bu işlemlerin uygulanması hücrede özel enzimlerin katılımıyla gerçekleşir.

Onarım sistemi nasıl çalışır Onarım mekanizmalarını ve bu yeteneğin varlığını ortaya çıkaran deneyler, tek hücreli organizmaların yardımıyla gerçekleştirildi. Ancak onarım süreçleri, hayvanların ve insanların canlı hücrelerinin doğasında vardır. Bazı insanlar kseroderma pigmentosumdan muzdariptir. Bu hastalığa, hücrelerin hasarlı DNA'yı yeniden sentezleyememesi neden olur. Kseroderma kalıtsaldır. Tazminat sistemi nelerden yapılmıştır? Onarım sürecini destekleyen dört enzim DNA helikaz, -eksonükleaz, -polimeraz ve -ligazdır. Bu bileşiklerin ilki, deoksiribonükleik asit molekülünün zincirindeki hasarı tanıyabilir. Sadece tanımakla kalmaz, aynı zamanda molekülün değişen segmentini çıkarmak için zinciri doğru yerde keser. Eliminasyonun kendisi, DNA eksonükleaz yardımı ile gerçekleştirilir. Daha sonra, hasarlı segmenti tamamen değiştirmek için amino asitlerden deoksiribonükleik asit molekülünün yeni bir segmenti sentezlenir. Bu en karmaşık biyolojik prosedürün son akordu, DNA ligaz enzimi kullanılarak gerçekleştirilir. Sentezlenen bölgenin hasarlı moleküle bağlanmasından sorumludur. Dört enzim de görevini yaptıktan sonra DNA molekülü tamamen yenilenir ve tüm hasarlar geçmişte kalır. Canlı bir hücrenin içindeki mekanizmalar bu şekilde uyum içinde çalışır.

Sınıflandırma Şu anda, bilim adamları aşağıdaki onarım sistemleri türlerini ayırt etmektedir. Çeşitli faktörlere bağlı olarak aktive edilirler. Bunlar şunları içerir: Yeniden etkinleştirme. rekombinasyon kurtarma. Heteroduplekslerin onarımı. eksizyon onarımı. DNA moleküllerinin homolog olmayan uçlarının yeniden birleşmesi. Tüm tek hücreli organizmalar en az üç enzim sistemine sahiptir. Her biri kurtarma işlemini gerçekleştirme yeteneğine sahiptir. Bu sistemler şunları içerir: doğrudan, eksizyonel ve postreplikatif. Prokaryotlar bu üç tip DNA onarımına sahiptir. Ökaryotlara gelince, ellerinde Miss-mathe ve Sos-repair adı verilen ek mekanizmalar vardır. Biyoloji, hücrelerin genetik materyalinin tüm bu kendi kendini iyileştirme türlerini ayrıntılı olarak inceledi.

15. Genetik kod, tüm canlı organizmaların karakteristiği olan bir nükleotid dizisini kullanarak proteinlerin amino asit dizisini kodlamanın bir yoludur. Bir protein molekülündeki amino asit dizisi, bir DNA molekülündeki bir nükleotid dizisi olarak şifrelenir ve buna ne ad verilir? genetik Kod. Tek bir proteinin sentezinden sorumlu DNA molekülünün bölgesine denir. genetik şifre.

DNA'da dört nükleotit kullanılır - adenin (A), guanin (G), sitozin (C), timin (T), Rus dili literatüründe A, G, C ve T harfleriyle gösterilir. Bu harfler oluşur genetik kodun alfabesi. RNA'da, U (Rus dili literatüründe U) harfi ile gösterilen benzer bir nükleotid - urasil ile değiştirilen timin hariç, aynı nükleotitler kullanılır. DNA ve RNA moleküllerinde nükleotidler zincirler halinde dizilir ve böylece genetik harf dizileri elde edilir.

Doğada protein yapımında kullanılan 20 farklı amino asit vardır. Her protein, kesin olarak tanımlanmış bir dizide bir zincir veya birkaç amino asit zinciridir. Bu dizi, proteinin yapısını ve dolayısıyla tüm biyolojik özelliklerini belirler. Amino asitler seti de hemen hemen tüm canlı organizmalar için evrenseldir.

Canlı hücrelerde genetik bilginin uygulanması (yani, bir gen tarafından kodlanan bir proteinin sentezi) iki matris işlemi kullanılarak gerçekleştirilir: transkripsiyon (yani, bir DNA şablonu üzerinde mRNA sentezi) ve genetik kodun bir amino aside çevrilmesi. dizi (bir mRNA şablonu üzerinde bir polipeptit zincirinin sentezi). Ardışık üç nükleotid, protein dizisinin sonu anlamına gelen durma sinyalinin yanı sıra 20 amino asidi kodlamak için yeterlidir. Üç nükleotidden oluşan bir kümeye üçlü denir. Amino asitlere ve kodonlara karşılık gelen kabul edilen kısaltmalar şekilde gösterilmiştir.

Genetik kodun özellikleri

Üçlülük - önemli bir kod birimi, üç nükleotidin (üçlü veya kodon) bir kombinasyonudur.

Süreklilik - üçüzler arasında noktalama işareti yoktur, yani bilgi sürekli olarak okunur.

Örtüşmeyen - aynı nükleotid aynı anda iki veya daha fazla üçlünün parçası olamaz. (Virüslerdeki, mitokondrilerdeki ve çoklu çerçeve kayması proteinlerini kodlayan bakterilerdeki bazı örtüşen genler için doğru değildir.)

Belirsizlik - belirli bir kodon yalnızca bir amino aside karşılık gelir. (Mülkiyet evrensel değildir. Euplotes crassus'taki UGA kodonu, iki amino asit, sistein ve selenosistein için kodlar)

Dejenerasyon (artıklık) - birkaç kodon aynı amino aside karşılık gelebilir.

Evrensellik - genetik kod, virüslerden insanlara kadar farklı karmaşıklık seviyelerine sahip organizmalarda aynı şekilde çalışır (genetik mühendisliği yöntemleri buna dayanmaktadır) (Bu özelliğin bir takım istisnaları da vardır, bkz. Bu makaledeki standart genetik kod" bölümü).

16.Biyosentez koşulları

Protein biyosentezi, bir DNA molekülünün genetik bilgisini gerektirir; bilgilendirici RNA - bu bilginin çekirdekten sentez bölgesine taşıyıcısı; ribozomlar - gerçek protein sentezinin gerçekleştiği organeller; sitoplazmada bir dizi amino asit; amino asitleri kodlayan ve bunları ribozomlar üzerindeki sentez bölgesine taşıyan RNA'ları taşır; ATP, kodlama ve biyosentez süreci için enerji sağlayan bir maddedir.

Aşamalar

Transkripsiyon- çekirdekte yer alan DNA matrisi üzerindeki her tür RNA'nın biyosentez süreci.

DNA molekülünün belirli bir bölümü despiralize edilir, iki zincir arasındaki hidrojen bağları enzimlerin etkisiyle yok edilir. Bir DNA zincirinde, bir matriste olduğu gibi, tamamlayıcı ilkeye göre nükleotitlerden bir RNA kopyası sentezlenir. DNA bölgesine bağlı olarak ribozomal, taşıma ve bilgi RNA'ları bu şekilde sentezlenir.

MRNA sentezinden sonra çekirdeği terk eder ve ribozomlarda protein sentezi bölgesine sitoplazmaya gider.

Yayın yapmak- mRNA'nın proteinin birincil yapısı hakkında bilgi transferinde aracı olduğu ribozomlar üzerinde gerçekleştirilen polipeptit zincirlerinin sentez süreci.

Protein biyosentezi bir dizi reaksiyondan oluşur.

1. Amino asitlerin aktivasyonu ve kodlanması. tRNA, merkezi döngüde belirli bir amino asidin koduna ve mRNA üzerindeki kodona karşılık gelen üçlü bir antikodon bulunan bir yonca yaprağı şeklindedir. Her amino asit, ATP'nin enerjisini kullanarak karşılık gelen tRNA'ya bağlanır. Ribozomlara giren bir tRNA-amino asit kompleksi oluşur.

2. mRNA-ribozom kompleksinin oluşumu. Sitoplazmadaki mRNA, granüler ER üzerindeki ribozomlarla bağlanır.

3. Polipeptit zincirinin montajı. Antikodonun kodonla tamamlayıcılığı ilkesine göre amino asitli tRNA, mRNA ile birleşir ve ribozoma girer. Ribozomun peptit merkezinde iki amino asit arasında bir peptit bağı oluşur ve açığa çıkan tRNA ribozomdan ayrılır. Aynı zamanda, mRNA her seferinde bir triplet ilerler, yeni bir tRNA - bir amino asit girer ve salınan tRNA'yı ribozomdan çıkarır. Tüm süreç ATP tarafından desteklenmektedir. Bir mRNA, birkaç ribozomla birleşerek, bir proteinin birçok molekülünün aynı anda sentezlendiği bir polisom oluşturabilir. Sentez, mRNA üzerinde anlamsız kodonlar (durdurma kodları) başladığında sona erer. Ribozomlar mRNA'dan ayrılır, polipeptit zincirleri onlardan çıkarılır. Tüm sentez süreci granül endoplazmik retikulum üzerinde gerçekleştiğinden, oluşan polipeptit zincirleri EPS tübüllerine girerek nihai yapıyı elde ederek protein moleküllerine dönüşürler.

Tüm sentez reaksiyonları, ATP enerjisi kullanan özel enzimler tarafından katalize edilir. Sentez hızı çok yüksektir ve polipeptidin uzunluğuna bağlıdır. Örneğin Escherichia coli'nin ribozomunda yaklaşık 15-20 saniyede 300 amino asitlik bir protein sentezlenir.

Üç ana nükleik asit olan IRNA, tRNA, RRNA'nın etkileşimi ve yapısı, sitoloji gibi bir bilim tarafından kabul edilir. Hücrelerde taşıma ribonükleik asidin (tRNA) rolünün ne olduğunu bulmaya yardımcı olacaktır. Bu çok küçük ama aynı zamanda inkar edilemez derecede önemli olan molekül, vücudu oluşturan proteinlerin birleştirilmesi sürecinde yer alır.

tRNA'nın yapısı nedir? Biyokimyasını ve biyolojik rolünü öğrenmek için bu maddeyi "içeriden" düşünmek çok ilginç. Ayrıca, tRNA'nın yapısı ve protein sentezindeki rolü birbiriyle nasıl ilişkilidir?

TRNA nedir, nasıl düzenlenir?

Taşıma ribonükleik asit, yeni proteinlerin yapımında rol oynar. Tüm ribonükleik asitlerin yaklaşık %10'u taşımadır. Bir molekülün hangi kimyasal elementlerden oluştuğunu netleştirmek için tRNA'nın ikincil yapısının yapısını tanımlayacağız. İkincil yapı, elementler arasındaki tüm büyük kimyasal bağları dikkate alır.

Bir polinükleotit zincirinden oluşan bir makromoleküldür. İçindeki azotlu bazlar, hidrojen bağları ile bağlanır. DNA gibi, RNA da 4 azotlu baza sahiptir: adenin, sitozin, guanin ve urasil. Bu bileşiklerde, adenin her zaman urasil ile ve guanin, her zamanki gibi sitozin ile ilişkilidir.

Bir nükleotit neden ribo- önekine sahiptir? Basitçe, nükleotidin tabanında pentoz yerine riboz bulunan tüm lineer polimerlere ribonükleik denir. Ve transfer RNA, tam da böyle bir ribonükleik polimerin 3 tipinden biridir.

tRNA'nın yapısı: biyokimya

Molekül yapısının en derin katmanlarına bakalım. Bu nükleotidlerin 3 bileşeni vardır:

1. Sükroz, riboz tüm RNA türlerinde yer alır.
2. Fosforik asit.
3. Azot bazları. Bunlar pürinler ve pirimidinlerdir.

Azotlu bazlar, güçlü bağlarla birbirine bağlanır. Bazları pürin ve pirimidine bölmek gelenekseldir.

Pürinler adenin ve guanindir. Adenin, birbirine bağlı 2 halkadan oluşan bir adenil nükleotitine karşılık gelir. Ve guanin, aynı "tek halkalı" guanin nükleotidine karşılık gelir.

Piramidinler sitozin ve urasildir. Pirimidinler tek halkalı yapıya sahiptir. RNA'da timin yoktur, çünkü urasil gibi bir element ile değiştirilir. Bunu, tRNA'nın diğer yapısal özelliklerine bakmadan önce anlamak önemlidir.

RNA türleri

Gördüğünüz gibi, tRNA'nın yapısı kısaca tarif edilemez. Molekülün amacını ve gerçek yapısını anlamak için biyokimyaya dalmanız gerekir. Başka hangi ribozomal nükleotidler bilinmektedir? Ayrıca matris veya bilgi ve ribozomal nükleik asitler de vardır. RNA ve RNA olarak kısaltılır. Her 3 molekül de hücrede birbiriyle yakın bir şekilde çalışır, böylece vücut doğru yapılandırılmış protein globüllerini alır.

Diğer 2 polimerin yardımı olmadan bir polimerin çalışmasını hayal etmek imkansızdır. tRNA'ların yapısal özellikleri, doğrudan ribozomların çalışmasıyla ilgili işlevlerle birlikte düşünüldüğünde daha anlaşılır hale gelir.

RNA, tRNA, rRNA'nın yapısı birçok yönden benzerdir. Hepsinin riboz tabanı vardır. Ancak yapıları ve işlevleri farklıdır.

Nükleik asitlerin keşfi

İsviçreli Johann Miescher, 1868'de hücre çekirdeğinde daha sonra nüklein olarak adlandırılan makromoleküller buldu. "Nükleinler" adı (çekirdek) - çekirdek kelimesinden gelir. Biraz sonra, çekirdeği olmayan tek hücreli canlılarda bu maddelerin de bulunduğu tespit edildi. 20. yüzyılın ortalarında, nükleik asitlerin sentezinin keşfi için Nobel Ödülü alındı.

protein sentezinde tRNA fonksiyonları

Adın kendisi - transfer RNA - molekülün ana işlevini gösterir. Bu nükleik asit, ribozomal RNA'nın belirli bir proteini yapmak için ihtiyaç duyduğu temel amino asidi "getirir".

tRNA molekülünün birkaç işlevi vardır. Birincisi, IRNA kodonunun tanınması, ikinci işlev, yapı taşlarının - protein sentezi için amino asitlerin teslim edilmesidir. Bazı daha fazla uzman, alıcı işlevini ayırt eder. Yani, kovalent prensibe göre amino asitlerin eklenmesi. Bu amino asidi, aminocil-tRNA sentaz gibi bir enzime "bağlamaya" yardımcı olur.

tRNA'nın yapısı işlevleriyle nasıl ilişkilidir? Bu özel ribonükleik asit, bir tarafında her zaman çiftler halinde bağlanan azotlu bazlar olacak şekilde tasarlanmıştır. Bunlar bizim bildiğimiz elementlerdir - A, U, C, G. Tam olarak 3 "harf" veya azotlu baz, antikodonu oluşturur - tamamlayıcılık ilkesine göre kodonla etkileşime giren ters bir element seti.

tRNA'nın bu önemli yapısal özelliği, şablon nükleik asidin kodunun çözülmesinde herhangi bir hata olmamasını sağlar. Sonuçta, vücudun şu anda ihtiyaç duyduğu proteinin doğru bir şekilde sentezlenip sentezlenmediği amino asitlerin kesin dizisine bağlıdır.

Yapısal özellikler

tRNA'nın yapısal özellikleri ve biyolojik rolü nelerdir? Bu çok eski bir yapıdır. Boyutu 73 - 93 nükleotit civarındadır. Maddenin moleküler ağırlığı 25.000-30.000'dir.

Molekülün 5 ana elementi incelenerek tRNA'nın ikincil yapısının yapısı demonte edilebilir. Dolayısıyla, bu nükleik asit aşağıdaki elementlerden oluşur:

• enzim ile temas için döngü;
• ribozom ile temas için halka;
• antikodon döngüsü;
• alıcı sapı;
• antikodonun kendisi.

Ayrıca ikincil yapıda küçük bir değişken döngü tahsis edin. Tüm tRNA türlerinde bir kol aynıdır - iki sitozin ve bir adenosin kalıntısından oluşan bir gövde. Mevcut 20 amino asitten 1'i ile bağlantı burada gerçekleşir. Her amino asit için ayrı bir enzim amaçlanır - kendi aminoasil-tRNA'sı.

Tüm nükleik asitlerin yapısını şifreleyen tüm bilgiler DNA'nın kendisinde bulunur. Gezegendeki tüm canlılarda tRNA'nın yapısı hemen hemen aynıdır. 2 boyutlu olarak bakıldığında yaprak gibi görünecektir.

Ancak hacim olarak bakarsanız, molekül L şeklinde bir geometrik yapıya benziyor. Bu, tRNA'nın üçüncül yapısı olarak kabul edilir. Ancak çalışmanın rahatlığı için görsel olarak “bükülmek” gelenekseldir. Üçüncül yapı, ikincil yapının unsurlarının, karşılıklı olarak tamamlayıcı olan bölümlerin etkileşiminin bir sonucu olarak oluşur.

tRNA kolları veya halkaları önemli bir rol oynar. Örneğin, belirli bir enzimle kimyasal bağlanma için bir kol gereklidir.

Bir nükleotidin karakteristik bir özelliği, çok sayıda nükleosidin varlığıdır. Bu minör nükleositlerin 60'tan fazla türü vardır.

tRNA yapısı ve amino asit kodlaması

tRNA antikodonunun 3 molekül uzunluğunda olduğunu biliyoruz. Her antikodon, belirli bir "kişisel" amino aside karşılık gelir. Bu amino asit, özel bir enzim kullanılarak tRNA molekülüne bağlanır. 2 amino asit bir araya gelir gelmez tRNA ile olan bağlar kopar. Gerekli zamana kadar tüm kimyasal bileşiklere ve enzimlere ihtiyaç vardır. tRNA'nın yapısı ve işlevleri bu şekilde birbirine bağlıdır.

Toplamda, hücrede 61 tip bu tür molekül vardır. 64 matematiksel varyasyon olabilir, ancak IRNA'da tam olarak bu sayıda stop kodonu olmadığı için 3 tip tRNA yoktur.

RNA ve tRNA arasındaki etkileşim

Bir maddenin RNA ve RRNA ile etkileşimini ve ayrıca tRNA'nın yapısal özelliklerini ele alalım. Bir makromolekülün yapısı ve amacı birbiriyle ilişkilidir.

IRNA'nın yapısı, bilgiyi DNA'nın ayrı bir bölümünden kopyalar. DNA'nın kendisi çok büyük bir molekül bağlantısıdır ve asla çekirdeği terk etmez. Bu nedenle, bir aracı RNA'ya ihtiyaç vardır - bilgilendirici.

RNA tarafından kopyalanan moleküllerin dizisine dayanarak, ribozom bir protein oluşturur. Ribozom, yapısının açıklanması gereken ayrı bir polinükleotid yapısıdır.

Ribozomal tRNA: etkileşim

Ribozomal RNA çok büyük bir organeldir. Molekül ağırlığı 1.000.000 - 1.500.000'dir.Toplam RNA miktarının yaklaşık %80'i ribozomal nükleotidlerdir.

IRNA zincirini yakalıyor ve yanlarında tRNA moleküllerini getirecek antikodonları bekliyor gibi görünüyor. Ribozomal RNA, 2 alt birimden oluşur: küçük ve büyük.

Ribozoma "fabrika" denir, çünkü bu organelde günlük yaşam için gerekli tüm maddelerin sentezi gerçekleşir. Aynı zamanda çok eski bir hücre yapısıdır.

Ribozomda protein sentezi nasıl gerçekleşir?

tRNA'nın yapısı ve protein sentezindeki rolü birbiriyle ilişkilidir. Ribonükleik asidin yanlarından birinde bulunan antikodon, ana işlev için formunda uygundur - amino asitlerin proteinin aşamalı hizalanmasının gerçekleştiği ribozoma teslimi. Esasen, TRNA bir aracı görevi görür. Görevi sadece gerekli amino asidi getirmektir.

RNA'nın bir bölümünden bilgi okunduğunda, ribozom zincir boyunca ilerler. Şablon, yalnızca tek bir proteinin konfigürasyonu ve işlevi hakkında kodlanmış bilgileri iletmek için gereklidir. Daha sonra, başka bir tRNA, nitrojenli bazlarıyla ribozoma yaklaşır. Ayrıca MRNA'nın bir sonraki bölümünün kodunu çözer.

Kod çözme aşağıdaki gibi ilerler. Azotlu bazlar, DNA'nın kendisinde olduğu gibi tamamlayıcılık ilkesine göre birleşir. Buna göre TRNA, amino asidi nereye "bağlaması" ve hangi "hangar"a göndermesi gerektiğini görür.

Daha sonra, bu şekilde seçilen amino asitler ribozomda kimyasal olarak bağlanır, adım adım sentezin bitiminden sonra bir küre (top) halinde bükülen yeni bir doğrusal makromolekül oluşur. İşlevlerini yerine getiren kullanılmış tRNA'lar ve IRNA'lar, protein "fabrikasından" çıkarılır.

Kodonun ilk kısmı antikodon ile birleştiğinde okuma çerçevesi belirlenir. Daha sonra, herhangi bir nedenle bir çerçeve kayması meydana gelirse, proteinin bazı işaretleri reddedilecektir. Ribozom bu sürece müdahale edemez ve sorunu çözemez. Ancak işlem tamamlandıktan sonra 2 rRNA alt birimi tekrar birleştirilir. Ortalama olarak her 10 4 amino asit için 1 hata vardır. Halihazırda birleştirilmiş her 25 protein için, en az 1 replikasyon hatasının meydana geleceği kesindir.

kalıntı moleküller olarak tRNA

tRNA, dünyadaki yaşamın doğduğu sırada var olmuş olabileceğinden, ona kalıntı molekülü denir. RNA'nın DNA'dan önce var olan ve sonra evrimleşen ilk yapı olduğuna inanılmaktadır. RNA Dünyası Hipotezi - 1986'da ödüllü Walter Gilbert tarafından formüle edildi. Ancak bunu kanıtlamak yine de zor. Teori, bariz gerçeklerle savunulur - tRNA molekülleri bilgi bloklarını depolayabilir ve bir şekilde bu bilgiyi uygulayabilir, yani iş yapabilir.

Ancak teorinin karşıtları, bir maddenin ömrünün kısa bir süresinin, tRNA'nın herhangi bir biyolojik bilginin iyi bir taşıyıcısı olduğunu garanti edemeyeceğini savunuyorlar. Bu nükleotidler hızla parçalanır. İnsan hücrelerinde tRNA'nın ömrü birkaç dakika ile birkaç saat arasında değişir. Bazı türler bir güne kadar dayanabilir. Bakterilerdeki aynı nükleotidlerden bahsedersek, terimler çok daha kısadır - birkaç saate kadar. Ayrıca, tRNA'nın yapısı ve işlevleri, bir molekülün Dünya'nın biyosferinin birincil öğesi olması için çok karmaşıktır.

Tüm tRNA'lar, hem birincil yapılarında hem de nükleotit kalıntılarının bazları arasındaki etkileşimler nedeniyle polinükleotit zincirinin ikincil bir yapıya katlanma biçiminde ortak özelliklere sahiptir.

tRNA'nın birincil yapısı

tRNA'lar nispeten küçük moleküllerdir, zincir uzunlukları 74 ila 95 nükleotit kalıntısı arasında değişir. Tüm tRNA'lar aynı 3'-ucuna sahiptir, iki sitozin kalıntısından ve bir adenosinden (CCA-terminali) oluşur.Aminoasil-tRNA oluşumu sırasında amino asit kalıntısına bağlanan 3'-terminal adenosindir. CCA ucu, özel bir enzim tarafından birçok tRNA'ya bağlanır. Amino asit kodonunu (antikodon) tamamlayıcı nükleotid üçlüsü, yaklaşık olarak tRNA zincirinin ortasında bulunur. Aynı (koruyucu) nükleotid kalıntıları, hemen hemen tüm tRNA türlerinde dizinin belirli pozisyonlarında bulunur. Bazı pozisyonlar ya sadece pürin ya da sadece pirimidin bazları içerebilir (bunlara yarı koruyucu kalıntılar denir).

Tüm tRNA molekülleri, genellikle küçük olanlar olarak adlandırılan çok sayıda (tüm kalıntıların %25'ine kadar) çeşitli modifiye edilmiş nükleositlerin varlığı ile karakterize edilir. Sıradan nükleozid kalıntılarının özel enzimler yardımıyla modifikasyonunun bir sonucu olarak, çoğu durumda iyi tanımlanmış moleküllerin çeşitli yerlerinde oluşurlar.

tRNA'nın ikincil yapısı

zincirin ikincil bir yapıya katlanması, zincir bölümlerinin karşılıklı tamamlayıcılığı nedeniyle gerçekleşir. Zincirin üç parçası, kendi üzerlerine katlandığında saç tokası yapıları oluşturarak tamamlayıcıdır. Ek olarak, 5" ucu, antiparalel düzenlemeleri ile zincirin 3" ucuna yakın yeri tamamlayıcıdır; sözde alıcı sapı oluştururlar. Sonuç, "yonca yaprağı" olarak adlandırılan dört gövde ve üç halkanın varlığı ile karakterize edilen bir yapıdır. Döngüye sahip bir gövde, bir dal oluşturur. Altta, döngüsünün bir parçası olarak bir antikodon üçlüsü içeren bir antikodon dalı bulunur. Onun solunda ve sağında D ve T dalları bulunur; bunlar sırasıyla halkalarında olağandışı korunmuş dihidroüridin (D) ve timidin (T) nükleozitlerinin mevcudiyeti için adlandırılır. İncelenen tüm tRNA'ların nükleotid dizileri benzer yapılara katlanabilir. Üç yonca yaprağı döngüsüne ek olarak, tRNA yapısında ek veya değişken bir döngü (V-döngüsü) de izole edilir. Boyutu, 4 ila 21 nükleotit arasında değişen farklı tRNA'larda ve son verilere göre 24 nükleotide kadar keskin bir şekilde farklılık gösterir.

tRNA'nın uzaysal (üçüncül) yapısı

İkincil yapının elemanlarının etkileşimi nedeniyle, Latin harfi L ile benzerlik nedeniyle L-formu olarak adlandırılan üçüncül bir yapı oluşur (Şekil 2 ve 3). Baz istifleme yoluyla, alıcı gövde ve yonca yaprağı T gövdesi bir sürekli çift sarmal oluşturur ve diğer iki gövde antikodonu oluşturur ve D gövdeleri başka bir sürekli çift sarmal oluşturur. Bu durumda, D- ve T-döngüleri birbirine yakın olur ve ek, genellikle olağandışı baz çiftleri oluşturarak birbirine bağlanır. Kural olarak, bu çiftlerin oluşumunda muhafazakar veya yarı muhafazakar kalıntılar yer alır. Benzer üçüncül etkileşimler, L yapısının diğer bazı kısımlarını da bir arada tutar.

ribozomal RNA

Ribozomal ribonükleik asitler (rRNA), ribozomun temelini oluşturan birkaç RNA molekülüdür. rRNA'nın ana işlevi, çeviri sürecinin uygulanmasıdır - adaptör tRNA moleküllerini kullanarak mRNA'dan bilgi okumak ve tRNA'ya bağlı amino asitler arasında peptit bağlarının oluşumunu katalize etmek. Ribozomal RNA, tüm hücre RNA'sının yaklaşık %80'ini oluşturur. Nükleolar düzenleyici olarak bilinen nükleolusun bir bölgesinde bulunan birkaç kromozomun DNA'sında bulunan genler tarafından kodlanır.

rRNA'daki baz dizisi, bakterilerden hayvanlara kadar tüm organizmalarda benzerdir. rRNA, protein molekülleriyle ilişkili olduğu sitoplazmada bulunur ve onlarla ribozom adı verilen hücre organellerini oluşturur. Protein sentezi ribozomlarda gerçekleşir. Burada mRNA'da bulunan "kod", polipeptit zincirinin amino asit dizisine çevrilir.

RNA'yı aktarın

İşlevi amino asitleri protein sentezi bölgesine taşımak olan RNA, tRNA - ribonükleik asit aktarın. tRNA'lar ayrıca polipeptit zincirinin büyümesinde doğrudan rol oynarlar, mRNA kodonuna birleşerek - bir amino asit ile bir kompleks içinde bulunurlar ve yeni bir peptit bağı oluşumu için gerekli kompleksin konformasyonunu sağlarlar.

Her amino asidin kendi tRNA'sı vardır.

tRNA, tek sarmallı bir RNA'dır, ancak işlevsel biçiminde bir "yonca yaprağı" konformasyonuna sahiptir. Farklı işlevleri yerine getiren dört ana bölüme sahiptir. Alıcı "sap", tRNA'nın iki tamamlayıcı bağlantılı terminal parçasından oluşur. Yedi baz çiftinden oluşur. Bu gövdenin 3" ucu biraz daha uzundur ve serbest bir OH grubu ile bir CCA dizisinde sonlanan tek sarmallı bir bölge oluşturur. Bu uca taşınabilir bir amino asit eklenir. Geri kalan üç dal, tamamlayıcı çiftli nükleotit dizileridir. bu dalların ortası - antikodon - beş çift nükleotitten oluşur ve döngüsünün merkezinde bir antikodon içerir. Antikodon, amino asidi kodlayan mRNA kodonunu tamamlayan üç nükleotittir. bu tRNA tarafından peptit sentezi bölgesine taşınır.

Alıcı ve antikodon dalları arasında iki yan dal bulunur. Döngülerinde modifiye bazlar içerirler - dihidrouridin (D-döngüsü) ve bir T?C üçlüsü, nerede? - psödoüri (T? C-döngüsü). Aitikodon ve T?C dalları arasında 3-5 ila 13-21 nükleotid içeren ek bir döngü vardır.

Amino asit, molekülün 3' ucuna, her tRNA tipine özgü olan aminoasil-tRNA sentetaz enzimi tarafından kovalent olarak bağlanır.

tRNA, mRNA'daki üçlü kodon ile polipeptit zincirinin amino asit dizisi arasında bir ara molekül görevi görür. tRNA, tüm hücresel RNA'nın yaklaşık %15'ini oluşturur; bu RNA'lar en kısa polinükleotit zincirine sahiptir - ortalama 80 nükleotit içerir. Her bir hücre, 20'den fazla farklı tRNA molekülü içerir. Tüm tRNA molekülleri benzer bir temel yapıya sahiptir. tRNA molekülünün 5'-ucunda her zaman guanin ve 3'-ucunda - CCA baz dizisi vardır.

Molekülün geri kalanındaki nükleotid dizisi değişir ve inozin ve psödourasil gibi "olağandışı" bazlar içerebilir.

Antikodon üçlüsündeki baz dizisi, verilen tRNA molekülünün taşıdığı amino aside kesin olarak karşılık gelir.

Pirinç. 3.

Her amino asit, aminoasil-tRNA sentaz enziminin yardımıyla kendi spesifik tRNA'larından birine bağlanır. Sonuç, CCA üçlüsünde terminal nükleotit A ile amino asit arasındaki bağların enerjisinin, bitişik amino asit ile daha fazla bağlanmaya izin vermek için yeterli olduğu, animoasil-tRNA olarak bilinen bir animasit-tRNA kompleksidir. Böylece bir polipeptit zinciri sentezlenir.

tRNA'nın özelliklerinden biri, polinükleotit zincirine normal bir bazın dahil edilmesinden sonra kimyasal modifikasyonun bir sonucu olarak ortaya çıkan olağandışı bazların varlığıdır. Bu değiştirilmiş bazlar, yapılarının genel planında tRNA'ların büyük yapısal çeşitliliğini belirler. En büyük ilgi, kodonla etkileşiminin özgüllüğünü etkileyen, antikodonu oluşturan bazların modifikasyonlarıdır. Örneğin, bazen tRNA antikodonunun 1. konumunda bulunan atipik baz inosin, mRNA kodonunun üç farklı üçüncü bazı - U, C ve A ile tamamlayıcı olarak birleşebilir. Genetik kodun özelliklerinden biri, onun dejenerasyon, birçok amino asit, kural olarak üçüncü bazlarında farklılık gösteren birkaç kodon tarafından şifrelenir. Modifiye edilmiş antikodon bazının spesifik olmayan bağlanması nedeniyle, bir tRNA birkaç eş anlamlı kodonu tanır.