Рибонуклеин қышқылы

Рибонуклеин қышқылы (РНҚ) — жоғары молекулалық қосылыс; нуклеин қышқылдарының типі. Табиғатта кеңінен таралған. РНҚ-ның көмірсу бөлігінде рибоза қанты, ал азотты негіздері ретінде аденин, гуанин, цитозин және урацил болады. Рибонуклеин қышқылдары рибосомалық (рРНҚ), ақпараттық (аРНҚ) және тасымалдаушы (тРНҚ) болып бөлінеді. Рибонуклеин қышқылы тізбегі бірнеше ондаған нуклеотидтерден бірнеше мыңдаған нуклеотидтерге дейін созылатын бір жіпшелі полинуклеотидтерден тұрады. Организмде РНҚ ақуыздармен кешенді байланысқан рибонуклеотидтер түрінде болады. РНҚ генетикалық ақпараттың жүзеге асуы мен ақуыз синтезіне қатысып, барлық тірі организмдерде аса маңызды биологиялық рөл атқарады. Көптеген вирустарда РНҚ-ның жалғыз нуклеинді компонент (құраушы) құрайды. Осындай РНҚ вирустарда РНҚ биосинтезімен қатар ДНҚ биосинтезінде де матрица рөлін атқара алады (кері транскриптаза). Бактериялар, өсімдіктер және жануарлар жасушаларында құрылымы, метаболизмі және биологиялық қызметтері әр түрлі РНҚ типтері кездеседі. Мысалы, рРНҚ рибосоманың құрамына еніп, жасушадағы РНҚ-ның негізгі массасын құрайды және көлемі, құрылымы түрлі организмдерде әр түрлі болады. Жасушада негізінен рРНҚ-да ақуыздың биосинтезі жүреді; тРНҚ жасушада амин қышқылдары қалдықтарын жалғастырып алып, оны ақуыз синтезі өтіп жатқан жерге тасымалдайды. Әрбір амин қышқылының өзіне сай арнайы тРНҚ (әдетте бірнеше) болады. Барлық тРНҚ жоңышқа жапырағына ұқсас макромолекулалы құрылымға ие. Олардың рибосомаға және аРНҚ-на жабысатын, үш нуклеотидтен тұратын (антикодон) және амин қышқылы қалдығын жалғастыратын аймақтары бар. РНҚ-ның барлық түрлері жасушада ДНҚ матрицасында синтезделеді, соның нәтижесінде ДНҚ-ндағы дезоксирибонуклеотидтер тізбегінде комплементарлы рибонуклеотидтер тізбегі құрастырылады, мұны транскрипция процесі деп атайды. Клетка ядросында матрицалық РНҚ-ның (мРНҚ) бастамасы болып келетін алып молекулалар табылған, олардың көп бөлігі ядрода ыдырайды да, аз бөлігі цитоплазмаға өтіп, нағыз мРНҚ-ын құрайды. РНҚ мен ДНҚ айырмашылығы РНҚ-ның жалпы сипаттамасы. РНҚ-ның түрлерi. Рибонуклеин қышқылы (РНҚ) – бұл сызықты тарамдалмаған полирибонуклеотидтер, рибонуклеозид монофосфатрибонуклеин қышқылының (РНҚ-ның) құрылым бiрлiгi болып табылады. Рибонуклеозидмонофосфат РНМФ – бұл ( H3PO4) фосфор қышқылының бiр қалдығынан және рибозаның пуриндi және пиримидиндi азотты негiздерiнен тұратын қосылыстар. Рибонуклеин қышқылдары құрамы жағынан ДНҚ-ға ұқсайды, тек РНҚ молекуласында дезоксирибоза орнына рибоза болады, ал тимин урацилмен алмастырылған. Сонымен рибонуклеин қышқылдарының құрамына азотты негiздерден аденин, гуанин, цитозин және урацил кiредi. РНҚ-ның құрамындағы гидроксил туындылары (кето- тѕрiнде) лактамдар түрiнде кездеседi. РНҚ-ның құрамында көрсетiлген рибонуклео зидмонофосфаттардан басқа аз мөлшерде минорлы негiздер және минорлы нуклеозидтер де кездеседi. Минорлы азотты негiздер – бұл процессинг (РНҚ-ның пiсiп жетiлуi) кезiнде полирибонуклеотид құрамындағы басты негiздердiң түрленуi нәтижесiнде түзiлген метил және гидроксил туындылары. РНҚ-ның бiрiншi реттiк құрылымы. * РНҚ-ның бiрiншi реттiк құрылымы коваленттi құрылым болып табылады,өйткенi РНМФ қалдығы полирибонуклеотидтi тiзбекте бiрiмен-бiрi 3, 5 фосфодиэфирлi байланыспен бiрiгедi. * РНМФ-тың бiрiншi реттiк құрылымы –бұл полирибонуклеотидтi тiзбекте РНМФ қалдықтарының тiзбектесiп берiлуi. * Скелет монотонды қайталанып келетiн рибоха мен нуклеин қышқылдарының қалдықтарынан тұрады. * Азотты негiздер бiр-бiрiнен бiрдей ара қашықтықта орналасқан бүйiр топтары түрiнде қарастыруға болады. Полирибонуклеотидтi тiзбекке векторлық тән , тiзбек бақыты 5->3. РНҚ-ның әрбiр түрлерiнiң поликонденсациялық коэффициентi бiрнеше оннан бiрнеше мыңға дейiн созылады. Молекулалық массасы 250 мыңнан млн. Дальтонға дейiн. * РНҚ-ның ДНҚ-дан айырмашылығы оның реттелген екiншi реттiк құрылымы жоқ. РНҚ-ның биосинтезi РНҚ-ның биосинтезi 2 сатыда жүредi: * Транскрипция (көшiру) * Процессинг (пiсiп жетiлу) Транскрипция – бұл процесс ДНҚ-ның белгiлi транскриптондарын көшiрумен жүредi. Процесс генетикалық хабарды РНҚ (формасы) түрiнде көшiру. Транскрипцияның жұмысы бiрiншi реттiк транскриптiң яғни м-РНҚ-ның, т-РНҚ-ның және р-РНҚ-ның тѕзiлуiмен бiтедi. Транскрипция ядрода және митохондрияда жүредi. Траскрипция клетка циклiнiң белгiлi фазасымен байланыспайды. Траскрипция кезiнде субстрат ретiнде рибонуклеозидтрифосфаттар АТФ, ГТФ, ЦТФ, УТФ қолданылады. Транскрипция матрицалық синтездiң көп тѕрлерiнiң бiрi болып саналады. Матрица ролiн ДНҚ-ның белгiлi бөлiмi – транскриптон атқарады. Транскрипция сәйкес келу (комплеменитарлы) принципке негiзделген. Транкрипция 51—>31 бағытында жүредi. Транскрипция Транскрипция 3 фазада жүредi: * Транкрипцияның инициясы – РНҚ-а полимеразамен бiрге промотордың байланысуымен бiтедi және ДНҚ бөлiмiнiң денатурациясын тудырады. * Тiзбектiң элонгациясы – РНҚ-ның бiрiншi реттiк тiзбегiнiң синтезiн өсiрумен аяқталады. * Терминация (аяқталуы) терминатор деңгейiнде жүзеге асады. Бұл т-РНҚа, м-РНҚа жолында т-РНҚа, м-РНҚа, р-РНҚа функционалды молекулаларға айналып, РНҚ-ның әртүрлi типтерiнiң пiсiп жетiлуi. Бұл процесс мынадай жолдармен жүзеге асады: * Реттiк транскриптi бiрнеше жекелеген РНҚ-ға бөлу (егер, бiрiншi реттiк транскрипт бiрнеше РНҚа-дан тұрса). * Екi соңғы жағынан ретiмен “артық” нуклеотидтi алып тастау. 5, 3 соңдарын түрлендiру. * Минорлы негiз түзетiн нуклеотидтердiң қалдықтарын түрлендiру. * Ядродан цитоплазмаға рибонуклеотидтi тасымалдау. Генетикалық код Синтезделушi белоктың құрылымын анықтауда ДНҚ негiзгi роль атқарады. ДНҚ-ның жiп тәрiздi ұзын молекуласында сол клеткадағы бiр қатар белоктардың бiрiншi реттiк құрылымы туралы информациясы болады. Бiр белоктың бiрiншi реттiк құрылымының информациясы болатын ДНҚ молекуласының кесiндiсi ген деп аталады. Белоктағы әрбiр аминоқышқылға ДНҚ тiзбегiнде (бiрiздi) орналасқан нуклеотидтердiң үш үйлесiмi сәйкес келетiнi: 4316*464. 4 элементтен үш-үштен әр түрлi 64 үйлесiм жасауға болатыны, ал олардың барлық 20 аминоқышқылдарға код жасауға артығымен жететiнi дәлелдендi. Аминоқышқылдың әрқайсысына код бола алатын үш нуклеотид – триплеттердiң құрамы дәл анықталды. Сонымен генетикалық код дегенiмiз – хабарды төрт әрiптi нуклеотидтi тiлден жиырма әрiптi аминоқышқылды тiлге аудару кiлтiн айтамыз. Генетикалық кодтың бiрнеше ерекшелiктерi бар: * Кодтың триплеттiгi. * Кодтың бiрмағыналылығы, арнайылығы. * Кодтың шектен тыс көптiгi. * Кодтың коллианеарлығы, м-РНҚа кодондарының реттiлiгi полипептид тiзбегiндегi аминоқышқылдардың реттiлiгiн анықтайды. * Кодтың тұтастығы. * Кодтың жабылмауы. * Кодтың универсалдылығы (код бәрi үшiн универсалды). Дереккөздер