انواع tRNA ساختار یک tRNA چه ارتباطی با عملکردهای آن دارد؟ عملکرد tRNA در سنتز پروتئین

آمینواسیل-tRNA سنتتاز (ARSase) یک آنزیم سنتتاز است که تشکیل aminoacyl-tRNA را در واکنش استریفیکاسیون یک اسید آمینه خاص با مولکول tRNA مربوط به آن کاتالیز می کند. هر اسید آمینه آمینواسیل-tRNA سنتتاز خاص خود را دارد. ARSases تضمین می کند که سه گانه نوکلئوتیدی کد ژنتیکی (آنتی کدون tRNA) با آمینو اسیدهای وارد شده به پروتئین مطابقت دارد و بنابراین از خواندن صحیح اطلاعات ژنتیکی از mRNA در طول سنتز پروتئین روی ریبوزوم ها اطمینان حاصل می کند. اکثر APC-ase ها از 1، 2 یا 4 زنجیره پلی پپتیدی یکسان تشکیل شده اند. وزن مولکولی زنجیره های پلی پپتیدی 30-140 هزار است.بسیاری از APC-ase ها دارای دو مرکز فعال هستند. 3 قطعه وجود دارد. سایت 1 ویژگی ندارد، برای همه آنزیم ها یکسان است، این محل اتصال ATP است. سایت nام دارای ویژگی دقیق است، یک AK خاصی در اینجا وصل شده است، که طبق آن ARSase نامیده می شود، به عنوان مثال، اگر متیونین را متصل کند، به آن متیونیل-t-RNA سنتتاز می گویند. سایت sh-th نیز یک سایت کاملاً خاص است، فقط می تواند با یک t-RNA خاص ارتباط برقرار کند. بنابراین، آنزیم برای شناسایی اسیدهای آمینه و tRNA مورد نیاز است.

ویژگی واکنش های کاتالیز شده توسط APCase ها بسیار بالا است که دقت سنتز پروتئین در یک سلول زنده را تعیین می کند. اگر A. آمینواسیلاسیون اشتباه tRNA را با یک اسید آمینه مشابه در ساختار انجام دهد، با کاتالیز شدن توسط همان هیدرولیز APC-ase از AK-tRNA اشتباه به AA و tRNA، اصلاحی رخ خواهد داد. سیتوپلاسم شامل مجموعه کاملی از APCase ها است، در حالی که کلروپلاست ها و میتوکندری ها دارای APCase های خاص خود هستند.

انتقال RNA ساختار، توابع. ساختار ریبوزوم

همه tRNA ها هم در ساختار اولیه خود و هم در نحوه تا شدن زنجیره پلی نوکلئوتیدی به ساختار ثانویه به دلیل برهمکنش بین بازهای باقی مانده نوکلئوتیدی دارای ویژگی های مشترک هستند.

ساختار اولیه tRNA

tRNA ها مولکول های نسبتا کوچکی هستند، طول زنجیره آنها از 74 تا 95 باقی مانده نوکلئوتیدی متغیر است. همه tRNA ها دارای 3' انتهای یکسانی هستند که از دو باقی مانده سیتوزین و یک آدنوزین (CCA-پایانه) ساخته شده اند.این آدنوزین 3' انتهایی است که در طول تشکیل aminoacyl-tRNA به باقی مانده اسید آمینه متصل می شود. انتهای CCA توسط یک آنزیم خاص به بسیاری از tRNA ها متصل می شود. سه گانه نوکلئوتیدی مکمل کدون اسید آمینه (آنتیکودون) تقریباً در وسط زنجیره tRNA قرار دارد. بقایای نوکلئوتیدی یکسان (محافظه کارانه) در موقعیت های خاصی از توالی تقریباً در همه انواع tRNA یافت می شود. برخی از موقعیت ها ممکن است فقط حاوی پایه های پورین یا فقط پیریمیدین باشند (به این موارد باقیمانده های نیمه محافظه کار گفته می شود).

همه مولکول‌های tRNA با حضور تعداد زیادی (تا 25٪ از کل باقیمانده‌ها) از نوکلئوزیدهای مختلف تغییر یافته مشخص می‌شوند که اغلب آنها را کوچک می‌نامند. آنها در مکان های مختلفی در مولکول ها، در بسیاری از موارد کاملاً مشخص، در نتیجه اصلاح باقی مانده های نوکلئوزیدی معمولی با کمک آنزیم های خاص تشکیل می شوند.

ساختار ثانویه tRNA

تا شدن زنجیره به یک ساختار ثانویه به دلیل مکمل بودن متقابل بخش های زنجیره رخ می دهد. سه تکه از زنجیر وقتی روی خود تا می‌شوند مکمل یکدیگر هستند و ساختارهای سنجاق سر را تشکیل می‌دهند. علاوه بر این، انتهای 5 اینچی مکمل محل نزدیک به انتهای 3 اینچی زنجیره، با آرایش ضد موازی آنها است. آنها به اصطلاح ساقه پذیرنده را تشکیل می دهند. نتیجه ساختاری است که با وجود چهار ساقه و سه حلقه مشخص می شود که به آن "شدر برگ" می گویند. یک ساقه با یک حلقه یک شاخه را تشکیل می دهد. در پایین یک شاخه آنتی کدون حاوی سه گانه آنتی کدون به عنوان بخشی از حلقه آن قرار دارد. در سمت چپ و راست آن شاخه های D و T قرار دارند که به ترتیب به دلیل وجود نوکلئوزیدهای غیر معمول دی هیدرووریدین (D) و تیمیدین (T) حفظ شده در حلقه های آنها نامگذاری شده اند. توالی های نوکلئوتیدی همه tRNA های مورد مطالعه را می توان در ساختارهای مشابه تا کرد. علاوه بر سه حلقه برگ شبدر، یک حلقه اضافی یا متغیر (حلقه V) نیز در ساختار tRNA جدا شده است. اندازه آن در tRNA های مختلف به شدت متفاوت است، از 4 تا 21 نوکلئوتید، و طبق داده های اخیر، تا 24 نوکلئوتید متغیر است.

ساختار فضایی (ثالثیه) tRNA

در اثر متقابل عناصر ساختار ثانویه، ساختار ثالثی تشکیل می شود که به دلیل شباهت با حرف لاتین L به آن L-form می گویند (شکل 2 و 3). از طریق انباشته شدن پایه، ساقه گیرنده و ساقه T برگ شبدر یک مارپیچ مضاعف پیوسته و دو ساقه دیگر آنتی کدون و ساقه D یک مارپیچ مضاعف ممتد دیگر را تشکیل می دهند. در این مورد، حلقه‌های D و T نزدیک به هم هستند و با تشکیل جفت‌های پایه اضافی و اغلب غیرعادی به هم متصل می‌شوند. به عنوان یک قاعده، باقی مانده های محافظه کار یا نیمه محافظه کار در تشکیل این جفت ها شرکت می کنند. فعل و انفعالات ثالثی مشابه نیز برخی از بخش های دیگر ساختار L را کنار هم نگه می دارد

هدف اصلی انتقال RNA (tRNA) رساندن بقایای اسید آمینه فعال به ریبوزوم و اطمینان از گنجاندن آنها در زنجیره پروتئین سنتز شده مطابق با برنامه نوشته شده توسط کد ژنتیکی در ماتریس یا اطلاعات، RNA (mRNA) است.

ساختار ریبوزوم

ریبوزوم ها تشکیلات ریبونوکلئوپروتئینی هستند - نوعی "کارخانه" که در آن اسیدهای آمینه به پروتئین ها مونتاژ می شوند. ریبوزوم های یوکاریوتی دارای ثابت ته نشینی 80S هستند و از 40S (کوچک) و 60S (بزرگ) تشکیل شده اند. هر زیر واحد شامل rRNA و پروتئین است.

پروتئین ها بخشی از زیر واحدهای ریبوزوم به مقدار یک کپی هستند و عملکرد ساختاری را انجام می دهند و تعامل بین mRNA و tRNA مرتبط با اسید آمینه یا پپتید را فراهم می کنند.

در حضور mRNA، زیرواحدهای 40S و 60S با هم ترکیب می شوند و یک ریبوزوم کامل را تشکیل می دهند که جرم آن حدود 650 برابر مولکول هموگلوبین است.

ظاهراً rRNA خصوصیات اصلی ساختاری و عملکردی ریبوزوم ها را تعیین می کند ، به ویژه یکپارچگی زیر واحدهای ریبوزومی را تضمین می کند ، شکل آنها و تعدادی از ویژگی های ساختاری را تعیین می کند.

اتحاد زیر واحدهای بزرگ و کوچک در حضور RNA پیام رسان (پیام رسان) (mRNA) اتفاق می افتد. یک مولکول mRNA معمولا چندین ریبوزوم را مانند رشته ای از مهره ها ترکیب می کند. چنین ساختاری پلی زومی نامیده می شود. پلی زوم ها آزادانه در ماده زمین سیتوپلاسم قرار دارند یا به غشاهای شبکه سیتوپلاسمی خشن متصل می شوند. در هر دو مورد، آنها به عنوان مکانی برای سنتز پروتئین فعال عمل می کنند.

مانند شبکه آندوپلاسمی، ریبوزوم ها تنها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی کشف شده اند. ریبوزوم ها کوچکترین اندامک های سلولی هستند.

ریبوزوم دارای 2 مرکز برای اتصال مولکول های tRNA است: مراکز آمینواسیل (A) و پپتیدیل (P) که هر دو زیرواحد در تشکیل آنها نقش دارند. با هم، مراکز A و P یک منطقه mRNA 2 کدون را تشکیل می دهند. در حین ترجمه، مرکز A به aa-tRNA متصل می شود که ساختار آن توسط یک کدون واقع در ناحیه این مرکز مشخص می شود. ساختار این کدون ماهیت اسید آمینه ای را رمزگذاری می کند که در زنجیره پلی پپتیدی در حال رشد گنجانده می شود. مرکز P توسط peptidyl-tRNA اشغال شده است. tRNA متصل به یک زنجیره پپتیدی که قبلاً سنتز شده است.

در یوکاریوت ها، 2 نوع ریبوزوم وجود دارد: "آزاد" که در سیتوپلاسم سلول ها یافت می شود و با شبکه آندوپلاسمی (ER) مرتبط است. ریبوزوم های مرتبط با ER مسئول سنتز پروتئین های "برای صادرات" هستند که وارد پلاسمای خون می شوند و در تجدید پروتئین های ER، غشای دستگاه گلژی، میتوکندری ها یا لیزوزوم ها نقش دارند.

سنتز یک مولکول پلی پپتیدی شروع و طویل شدن

سنتز پروتئین یک فرآیند حلقوی، چند مرحله ای و وابسته به انرژی است که در آن اسیدهای آمینه آزاد به یک توالی تعیین شده ژنتیکی پلیمریزه می شوند تا پلی پپتیدها را تشکیل دهند.

مرحله دوم سنتز پروتئین ماتریکس، ترجمه واقعی که در ریبوزوم اتفاق می افتد، به طور معمول به سه مرحله تقسیم می شود: شروع، افزایش طول و پایان.

شروع.

یک توالی DNA که به یک mRNA منفرد رونویسی می شود، که با اسکن در انتهای '5 شروع می شود و با پایان دهنده در انتهای '3 پایان می یابد، یک واحد رونویسی است و با مفهوم "ژن" مطابقت دارد. کنترل بیان ژن را می توان در مرحله ترجمه - شروع انجام داد. در این مرحله، RNA پلیمراز، پروموتر، قطعه 41-44 جفت باز را تشخیص می دهد. رونویسی در جهت 5`-3` یا از چپ به راست انجام می شود. توالی هایی که در سمت راست نوکلئوتید آغازین قرار دارند، که سنتز tRNA از آن آغاز می شود، با اعداد با علامت + (+1،+2..) و آنهایی که در سمت چپ با علامت - (-1،-2) نشان داده می شوند. . بنابراین، ناحیه ای از DNA که DNA پلیمراز به آن متصل می شود، منطقه ای با مختصات تقریباً بین 20- تا 20+ را اشغال می کند. همه پروموترها حاوی توالی های نوکلئوتیدی یکسانی هستند که محافظه کار نامیده می شوند. چنین توالی هایی به عنوان سیگنال های شناسایی شده توسط RNA پلیمرازها عمل می کنند. نقطه شروع معمولا با پورین نشان داده می شود. بلافاصله در سمت چپ آن 6-9 جفت باز است که به دنباله (یا جعبه) Pribnov معروف است: TATAAT. ممکن است تا حدودی متفاوت باشد، اما دو پایه اول در بیشتر پروموترها رخ می دهد. فرض بر این است که از آنجایی که توسط یک سایت غنی از جفت های AT تشکیل شده است که توسط دو پیوند هیدروژنی به هم مرتبط شده اند، DNA در این مکان به راحتی به رشته های جداگانه تقسیم می شود. این شرایط را برای عملکرد RNA پلیمراز ایجاد می کند. علاوه بر این، جعبه Pribnov برای جهت گیری به گونه ای ضروری است که سنتز mRNA از چپ به راست، یعنی از 5`-3` انجام شود. مرکز جعبه پریبنو در نوکلئوتید -10 است. دنباله ای از ترکیب مشابه در ناحیه دیگری به مرکزیت موقعیت 35 قرار دارد. این ناحیه 9 جفت باز به عنوان دنباله 35 یا ناحیه تشخیص نامیده می شود. این محلی است که فاکتور به آن متصل می شود و بدین ترتیب کارایی را تعیین می کند که RNA پلیمراز نمی تواند بدون پروتئین های خاص رونویسی را آغاز کند. یکی از آنها فاکتور CAP یا CRP است.

در یوکاریوت ها، پروموترهایی که با RNA پلیمراز II تعامل دارند با جزئیات بیشتری مورد مطالعه قرار گرفته اند. آنها شامل سه ناحیه همولوگ در مناطق با مختصات در نقاط -25، -27 و همچنین در نقطه شروع هستند. پایه های آغازین آدنین هایی هستند که از دو طرف توسط پیریمیدین ها احاطه شده اند. در فاصله 19-25 b.p. در سمت چپ سایت 7 b.p وجود دارد. TATAA، معروف به دنباله TATA، یا جعبه Hogness، اغلب توسط مناطق غنی از جفت GC احاطه شده است. بیشتر در سمت چپ، در موقعیت 70- تا 80-، دنباله GTZ یا CAATCT قرار دارد که جعبه CAAT نامیده می شود. فرض بر این است که توالی TATA انتخاب نوکلئوتید شروع را کنترل می کند، در حالی که CAAT اتصال اولیه RNA پلیمراز به الگوی DNA را کنترل می کند.

ازدیاد طول. مرحله ازدیاد طول mRNA مشابه ازدیاد طول DNA است. به عنوان پیش ساز به ریبونوکلئوتید تری فسفات نیاز دارد. مرحله ازدیاد طول رونویسی، یعنی رشد زنجیره mRNA، با اتصال ریبونوکلئوتیدی منوفسفات ها به انتهای 3' زنجیره با آزاد شدن پیروفسفات رخ می دهد. کپی برداری در یوکاریوت ها معمولاً روی یک ناحیه (ژن) DNA محدود اتفاق می افتد، اگرچه در پروکاریوت ها، در برخی موارد، رونویسی می تواند به طور متوالی از طریق چندین ژن مرتبط انجام شود که یک اپرون واحد و یک پروموتر مشترک را تشکیل می دهند. در این حالت mRNA پلی سیسترونیک تشکیل می شود.

تنظیم فعالیت ژن به عنوان مثال اپرون لاکتوز.

اپرون لاکتوز یک اپرون پلی سیسترونیک باکتریایی است که ژن های متابولیسم لاکتوز را کد می کند.

تنظیم بیان ژن متابولیسم لاکتوز در اشرشیاکلی برای اولین بار در سال 1961 توسط دانشمندان F. Jacob و J. Monod توصیف شد. سلول باکتری تنها زمانی آنزیم های دخیل در متابولیسم لاکتوز را سنتز می کند که لاکتوز در محیط وجود داشته باشد و سلول فاقد گلوکز باشد.

اپرون لاکتوز از سه ژن ساختاری، یک پروموتر، یک اپراتور و یک پایان دهنده تشکیل شده است. فرض بر این است که اپرون همچنین شامل یک ژن تنظیم کننده است که یک پروتئین سرکوب کننده را کد می کند.

ژن های ساختاری اپرون لاکتوز - lacZ، lacY و lacA:

lacZ آنزیم β-گالاکتوزیداز را رمزگذاری می کند که دی ساکارید لاکتوز را به گلوکز و گالاکتوز تجزیه می کند.

lacY برای β-گالاکتوزید پرماز، یک پروتئین ناقل غشایی که لاکتوز را به داخل سلول منتقل می کند، کد می کند.

lacA برای β-گالاکتوزید ترانس استیلاز کد می کند، آنزیمی که یک گروه استیل را از استیل-CoA به بتا-گالاکتوزیدها منتقل می کند.

در ابتدای هر اپرون یک ژن خاص وجود دارد - ژن اپراتور. روی ژن‌های ساختاری یک اپرون معمولاً یک mRNA تشکیل می‌شود و این ژن‌ها همزمان فعال یا غیرفعال هستند. به عنوان یک قاعده، ژن های ساختاری در اپرون در حالت سرکوب هستند.

یک پروموتر یک ناحیه DNA است که توسط آنزیم RNA پلیمراز شناسایی می شود، که سنتز mRNA را در اپرون تضمین می کند؛ قبل از آن ناحیه DNA وجود دارد که پروتئین Sar، یک پروتئین فعال کننده، به آن متصل است. این دو بخش از DNA دارای 85 جفت باز هستند. پس از پروموتر، اپرون میزبان ژن اپراتور متشکل از 21 جفت نوکلئوتیدی است.معمولاً با پروتئین سرکوب کننده تولید شده توسط ژن تنظیم کننده همراه است.پشت ژن اپراتور یک فاصله (space-gap) قرار دارد. فاصله‌گذارها بخش‌های غیر اطلاعاتی مولکول DNA با طول‌های مختلف (گاهی تا 20000 جفت باز) هستند که ظاهراً در تنظیم روند رونویسی ژن همسایه نقش دارند.

اپرون با پایان دهنده به پایان می رسد - بخش کوچکی از DNA که به عنوان یک سیگنال توقف برای سنتز mRNA در این اپرون عمل می کند.

ژن های گیرنده به عنوان مکان هایی برای اتصال پروتئین های مختلف عمل می کنند که عملکرد ژن های ساختاری را تنظیم می کنند. اگر لاکتوز با نفوذ به داخل سلول (در این مورد، القاء کننده نامیده می شود)، پروتئین های کدگذاری شده توسط ژن تنظیم کننده را مسدود کند، آنگاه آنها توانایی خود را برای اتصال به ژن اپراتور از دست می دهند. عملگر ژن به حالت فعال می رود و ژن های ساختاری را روشن می کند.

RNA پلیمراز با استفاده از پروتئین Cap (پروتئین فعال کننده)، به پروموتر متصل می شود و با حرکت در امتداد اپرون، pro-mRNA را سنتز می کند. در طول رونویسی، mRNA اطلاعات ژنتیکی همه ژن‌های ساختاری را در یک اپرون می‌خواند. در طول ترجمه روی ریبوزوم، سنتز چندین زنجیره پلی پپتیدی مختلف مطابق با کدون های موجود در mRNA - توالی های نوکلئوتیدی که شروع و پایان ترجمه هر زنجیره را تضمین می کند، اتفاق می افتد. نوع تنظیم کار ژن ها که در مثال اپرون لاکتوز در نظر گرفته می شود، القای منفی سنتز پروتئین نامیده می شود.

تنظیم فعالیت ژن به عنوان مثال اپرون تریپتوفان.

نوع دیگری از تنظیم ژن، سرکوب منفی است که در E.coU با استفاده از مثال اپرونی که سنتز اسید آمینه تریپتوفون را کنترل می کند مورد مطالعه قرار گرفت. این اپرون از 6700 جفت باز تشکیل شده و شامل 5 ژن ساختاری، یک ژن اپراتور و دو پروموتر می باشد. ژن تنظیم کننده سنتز ثابت پروتئین تنظیمی را تضمین می کند، که بر عملکرد اپرون trp تأثیر نمی گذارد. با بیش از حد تریپتوفان در سلول، دومی با پروتئین تنظیم کننده ترکیب می شود و آن را به گونه ای تغییر می دهد که به اپرون متصل می شود و سنتز mRNA مربوطه را سرکوب می کند.

کنترل منفی و مثبت فعالیت ژنتیکی.

به اصطلاح القای مثبت نیز شناخته شده است، زمانی که محصول پروتئینی ژن تنظیم کننده، کار اپرون را فعال می کند، یعنی. یک سرکوب کننده نیست، بلکه یک فعال کننده است.این تقسیم بندی مشروط است و ساختار بخش پذیرنده اپرون، عملکرد ژن تنظیم کننده در پروکاریوت ها بسیار متنوع است.

تعداد ژن های ساختاری در اپرون در پروکاریوت ها از یک تا دوازده متغیر است. یک اپرون می تواند یک یا دو پروموتر و یک پایان دهنده داشته باشد. همه ژن‌های ساختاری که در یک اپرون قرار دارند، معمولاً سیستمی از آنزیم‌ها را کنترل می‌کنند که یک زنجیره از واکنش‌های بیوشیمیایی را ارائه می‌کنند. بدون شک سیستم هایی در سلول وجود دارند که تنظیم کار چندین اپرون را هماهنگ می کنند.

پروتئین هایی که سنتز mRNA را فعال می کنند به بخش اول گیرنده ژن - اپراتور و پروتئین ها - سرکوب کننده هایی که سنتز mRNA را سرکوب می کنند به انتهای آن متصل می شوند. یک ژن توسط یکی از چندین پروتئین تنظیم می شود که هر کدام به یک محل گیرنده مربوطه متصل می شوند. ژن های مختلف می توانند تنظیم کننده های مشترک و مناطق عملگر یکسان داشته باشند. ژن های تنظیم کننده به طور همزمان عمل نمی کنند. اول، یکی بلافاصله شامل یک گروه از ژن ها می شود، سپس بعد از مدتی دیگری - گروه دیگری، یعنی. تنظیم فعالیت ژن در "آبشار" اتفاق می افتد و پروتئین سنتز شده در یک مرحله می تواند تنظیم کننده سنتز پروتئین در مرحله بعدی باشد.

ساختار کروموزوم ها. کاریوتایپ. ایدیوگرام. مدل های ساختار کروموزوم ها

کروموزوم های یوکاریوتی پیچیده هستند. اساس کروموزوم یک ماکرومولکول خطی (نه در حلقه بسته) از اسید دئوکسی ریبونوکلئیک (DNA) با طول قابل توجهی است (به عنوان مثال، در مولکول های DNA کروموزوم های انسانی، از 50 تا 245 میلیون جفت باز نیتروژنی وجود دارد). در حالت کشیده، طول کروموزوم انسان می تواند به 5 سانتی متر برسد. علاوه بر آن، کروموزوم شامل پنج پروتئین تخصصی - H1، H2A، H2B، H3 و H4 (به اصطلاح هیستون ها) و تعدادی غیر غیره است. پروتئین های هیستون توالی اسید آمینه هیستون ها بسیار حفظ شده است و عملاً در گروه های مختلف موجودات متفاوت است. در اینترفاز کروماتین متراکم نمی شود، اما حتی در این زمان رشته های آن مجموعه ای از DNA و پروتئین است. کروماتین یک دئوکسی ریبونوکلئوپروتئین است که در زیر میکروسکوپ نوری به شکل رشته ها و گرانول های نازک دیده می شود. یک ماکرومولکول DNA به دور اکتومرها (ساختارهایی متشکل از هشت گلبول پروتئینی) از پروتئین های هیستونی H2A، H2B، H3 و H4 می پیچد و ساختارهایی به نام نوکلئوزوم را تشکیل می دهد.

به طور کلی، کل طراحی تا حدودی یادآور مهره ها است. دنباله ای از چنین نوکلئوزومی هایی که توسط پروتئین H1 به هم متصل شده اند، رشته نوکلئوزومی یا رشته نوکلئوزومی با قطر حدود 10 نانومتر نامیده می شود.

کروموزوم متراکم شبیه X (اغلب با بازوهای نابرابر) به نظر می رسد زیرا دو کروماتید حاصل از همانندسازی هنوز در سانترومر به یکدیگر متصل هستند. هر سلول بدن انسان دقیقاً حاوی 46 کروموزوم است. کروموزوم ها همیشه جفت هستند. یک سلول همیشه از هر گونه 2 کروموزوم دارد، جفت ها از نظر طول، شکل و وجود ضخامت یا انقباض با یکدیگر متفاوت هستند.

Centromere - بخش ویژه ای از کروموزوم سازمان یافته، مشترک برای هر دو کروماتید خواهر. سانترومر بدن کروموزوم را به دو بازو تقسیم می کند. بسته به محل انقباض اولیه، انواع کروموزوم های زیر متمایز می شوند: بازو مساوی (متاسانتریک)، زمانی که سانترومر در وسط قرار دارد، و طول بازوها تقریباً برابر است. بازوهای نابرابر (submetacentric)، هنگامی که سانترومر از وسط کروموزوم جابجا می شود و طول بازوها نابرابر است. میله ای شکل (اکروسنتریک)، زمانی که سانترومر به یک انتهای کروموزوم منتقل می شود و یک بازو بسیار کوتاه است. در برخی از کروموزوم ها، ممکن است انقباضات ثانویه ای وجود داشته باشد که ناحیه ای به نام ماهواره را از بدنه کروموزوم جدا می کند.

مطالعه سازماندهی شیمیایی کروموزوم های سلول های یوکاریوتی نشان داد که آنها عمدتاً از DNA و پروتئین تشکیل شده اند. همانطور که توسط مطالعات متعدد ثابت شده است، DNA حامل مادی خواص وراثت و تنوع است و حاوی اطلاعات بیولوژیکی است - برنامه ای برای توسعه یک سلول، یک ارگانیسم که با استفاده از یک کد خاص نوشته شده است. پروتئین ها بخش قابل توجهی از ماده کروموزوم ها را تشکیل می دهند (حدود 65٪ از جرم این ساختارها). کروموزوم، به عنوان مجموعه ای از ژن ها، یک ساختار تکاملی است که مشخصه همه افراد یک گونه خاص است. آرایش متقابل ژن ها در کروموزوم نقش مهمی در ماهیت عملکرد آنها دارد.

نمایش گرافیکی کاریوتیپ که ویژگی‌های ساختاری آن را نشان می‌دهد، ایدیوگرام نامیده می‌شود.

مجموعه‌ای از کروموزوم‌ها از نظر تعداد و ساختار خاص یک گونه خاص، کاریوتایپ نامیده می‌شود.

هیستون ها ساختار نوکلئوزوم ها

هیستون ها کلاس اصلی نوکلئوپروتئین ها هستند، پروتئین های هسته ای مورد نیاز برای مونتاژ و بسته بندی رشته های DNA در کروموزوم ها. پنج نوع مختلف هیستون وجود دارد که H1/H5، H2A، H2B، H3، H4 نامیده می شوند. توالی اسیدهای آمینه در این پروتئین ها عملاً در ارگانیسم های سطوح مختلف سازمان متفاوت نیست. هیستون ها پروتئین های کوچک و قوی هستند که مستقیماً به DNA متصل می شوند. هیستون ها در سازماندهی ساختاری کروماتین شرکت می کنند و گروه های فسفات با بار منفی DNA را به دلیل بارهای مثبت باقی مانده های اسید آمینه خنثی می کنند که بسته بندی متراکم DNA را در هسته ممکن می کند.

دو مولکول از هر یک از هیستون‌های H2A، H2B، H3، و H4 یک اکتامر را تشکیل می‌دهند که با یک قطعه DNA 146 جفت باز در هم تنیده شده است و 1.8 چرخش مارپیچ را روی ساختار پروتئین تشکیل می‌دهد. این ذره با قطر 7 نانومتر نوکلئوزوم نامیده می شود. بخشی از DNA (DNA پیوند دهنده) که مستقیماً با اکتامر هیستون در تماس نیست با هیستون H1 برهم کنش می کند.

گروه پروتئین‌های غیرهیستونی بسیار ناهمگن هستند و شامل پروتئین‌های هسته‌ای ساختاری، بسیاری از آنزیم‌ها و فاکتورهای رونویسی مرتبط با مناطق خاصی از DNA و تنظیم بیان ژن و سایر فرآیندها می‌شوند.

هیستون های موجود در اکتامر دارای یک قطعه N ترمینال متحرک ("دم") از 20 اسید آمینه هستند که از نوکلئوزوم ها بیرون زده و برای حفظ ساختار کروماتین و کنترل بیان ژن مهم است. بنابراین، برای مثال، تشکیل (تراکم) کروموزوم ها با فسفوریلاسیون هیستون ها همراه است و افزایش رونویسی با استیلاسیون باقی مانده های لیزین در آنها همراه است. جزئیات مکانیسم تنظیم به طور کامل روشن نشده است.

نوکلئوزوم یک زیرواحد کروماتین است که از DNA و مجموعه ای از چهار جفت پروتئین هیستونی H2A، H2B، H3 و H4 از یک مولکول هیستون H1 تشکیل شده است. هیستون H1 به DNA پیوند دهنده بین دو نوکلئوزوم متصل می شود.

نوکلئوزوم واحد اصلی بسته بندی کروماتین است. این شامل یک مارپیچ دوگانه DNA است که به دور مجموعه خاصی از هشت هیستون نوکلئوزومی (اکتامر هیستون) پیچیده شده است. نوکلئوزوم یک ذره دیسکی شکل با قطر حدود 11 نانومتر است که حاوی دو نسخه از هر یک از هیستون های نوکلئوزومی (H2A، H2B، H3، H4) است. اکتامر هیستون یک هسته پروتئینی را تشکیل می دهد که اطراف آن DNA دو رشته ای است (146 جفت نوکلئوتیدی DNA در هر اکتامر هیستونی).

نوکلئوزوم هایی که فیبریل ها را تشکیل می دهند کم و بیش به طور مساوی در امتداد مولکول DNA در فاصله 10 تا 20 نانومتر از یکدیگر قرار دارند.

سطوح بسته بندی کروموزوم های یوکاریوتی. تراکم کروماتین

بنابراین، سطوح بسته بندی DNA به شرح زیر است:

1) نوکلئوزومی (2.5 چرخش DNA دو رشته ای در اطراف هشت مولکول پروتئین هیستون).

2) سوپرنوکلئوزومی - مارپیچ کروماتین (کرومونما).

3) کروماتید - کرومونما مارپیچی.

4) کروموزوم - درجه چهارم اسپرم سازی DNA.

در هسته اینترفاز، کروموزوم ها متراکم شده و توسط کروماتین نشان داده می شوند. ناحیه مستهلک شده حاوی ژن، یوکروماتین (کروماتین شل و فیبری) نامیده می شود. این شرط لازم برای رونویسی است. در طول استراحت بین تقسیمات، بخش های خاصی از کروموزوم ها و کل کروموزوم ها فشرده می مانند.

این نواحی مارپیچی و به شدت رنگ‌آمیزی شده هتروکروماتین نامیده می‌شوند. آنها برای رونویسی غیرفعال هستند. هتروکروماتین اختیاری و سازنده وجود دارد.

هتروکروماتین اختیاری آموزنده است، زیرا حاوی ژن است و می تواند به یوکروماتین منتقل شود. از بین دو کروموزوم همولوگ، یکی ممکن است هتروکروماتیک باشد. هتروکروماتین سازنده همیشه هتروکروماتیک، غیر اطلاعاتی (شامل ژن نیست)، و بنابراین همیشه در رابطه با رونویسی غیر فعال است.

DNA کروموزومی از بیش از 108 جفت باز تشکیل شده است که از آنها بلوک های اطلاعاتی تشکیل می شود - ژن هایی که به صورت خطی مرتب شده اند. آنها تا 25 درصد از DNA را تشکیل می دهند. یک ژن واحد عملکردی DNA حاوی اطلاعاتی برای سنتز پلی پپتیدها یا تمام RNA است. بین ژن‌ها فاصله‌ها وجود دارد - بخش‌های غیر اطلاعاتی DNA با طول‌های مختلف. ژن های اضافی با تعداد زیادی نشان داده می شوند - 104 نسخه یکسان. به عنوان مثال، ژن های t-RNA، r-RNA، هیستون ها هستند. در DNA، توالی هایی از همان نوکلئوتیدها وجود دارد. آنها می توانند دنباله هایی نسبتاً تکراری و بسیار تکراری باشند. توالی های نسبتاً تکرار شونده به 300 جفت باز با تکرارهای 102 - 104 می رسند و اغلب نشان دهنده جداکننده ها، ژن های اضافی هستند.

توالی های بسیار تکراری (105 - 106) هتروکروماتین سازنده را تشکیل می دهند. حدود 75 درصد از کل کروماتین در رونویسی دخالت ندارد، روی توالی های بسیار تکراری و فاصله های رونویسی نشده قرار می گیرد.

آماده سازی آماده سازی کروموزومی. استفاده از کلشی سین هیپوتونی، تثبیت و رنگ آمیزی.

بسته به میزان فعالیت تکثیری سلول های بافت های مختلف در داخل بدن و در شرایط آزمایشگاهی، روش های مستقیم و غیر مستقیم برای به دست آوردن آماده سازی کروموزوم ها متمایز می شود.

1) روش های مستقیم در مطالعه بافت هایی با فعالیت میتوزی بالا (مغز استخوان، کوریون و جفت، سلول های غدد لنفاوی، بافت های جنین در مراحل اولیه رشد) استفاده می شود. آماده سازی کروموزومی مستقیماً از مواد تازه به دست آمده پس از پردازش ویژه تهیه می شود.

2) روشهای غیرمستقیم شامل به دست آوردن آماده سازی کروموزوم از هر بافت پس از کشت اولیه آن برای مدت زمان متفاوت است.

اصلاحات زیادی در روش های مستقیم و غیرمستقیم برای تهیه آماده سازی کروموزومی وجود دارد، با این حال، مراحل اصلی برای به دست آوردن صفحات متافاز بدون تغییر باقی می مانند:

1. استفاده از کلشی سین (colcemid) - یک مهار کننده تشکیل دوک میتوزی، که تقسیم سلولی را در مرحله متافاز متوقف می کند.

2. شوک هیپوتونیک با استفاده از محلول های نمک پتاسیم یا سدیم که به دلیل اختلاف فشار اسمزی در داخل و خارج سلول ها باعث متورم شدن آنها و شکستن پیوندهای بین کروموزومی می شود. این روش منجر به جدا شدن کروموزوم ها از یکدیگر می شود و به گسترش بیشتر آنها در صفحات متافاز کمک می کند.

3. تثبیت سلول ها با استفاده از اسید استیک یخبندان و اتانول (متانول) به نسبت 3:1 (تثبیت کننده کارنوی) که به حفظ ساختار کروموزوم کمک می کند.

4. انداختن سوسپانسیون سلولی روی اسلایدهای شیشه ای.

5. رنگ آمیزی آماده سازی کروموزوم.

تعدادی از روش های رنگ آمیزی (باندبندی) ایجاد شده است که امکان شناسایی مجموعه ای از علائم عرضی (باندها، نوارها) را در یک کروموزوم فراهم می کند. هر کروموزوم با مجموعه خاصی از نوارها مشخص می شود. کروموزوم های همولوگ یکسان رنگ می گیرند، به استثنای مناطق چند شکلی که در آن گونه های آللی مختلف ژن ها موضعی هستند. پلی مورفیسم آللی مشخصه بسیاری از ژن ها است و در اکثر جمعیت ها یافت می شود. تشخیص پلی مورفیسم در سطح سیتوژنتیک ارزش تشخیصی ندارد.

الف. رنگ آمیزی کیو. اولین روش رنگ‌آمیزی افتراقی کروموزوم‌ها توسط سیتولوژیست سوئدی کسپرسون ساخته شد که برای این منظور از رنگ فلورسنت آکریسین خردل استفاده کرد. در زیر میکروسکوپ فلورسنت روی کروموزوم ها مناطقی با شدت فلورسانس نابرابر قابل مشاهده هستند - بخش های Q. این روش برای مطالعه کروموزوم‌های Y مناسب‌تر است و بنابراین برای تعیین سریع جنسیت ژنتیکی، شناسایی جابه‌جایی‌ها (تبادلات سایت) بین کروموزوم‌های X و Y یا بین کروموزوم Y و اتوزوم‌ها و همچنین برای مشاهده تعداد زیادی استفاده می‌شود. زمانی که لازم است مشخص شود که آیا بیمار مبتلا به موزاییکیسم روی کروموزوم های جنسی دارای کلون سلول های حامل کروموزوم Y است یا خیر.

ب. رنگ آمیزی G. پس از پیش درمانی گسترده، اغلب با تریپسین، کروموزوم ها با رنگ گیمسا رنگ آمیزی می شوند. در زیر میکروسکوپ نوری، نوارهای روشن و تیره روی کروموزوم ها - بخش های G قابل مشاهده است. اگرچه آرایش قطعات Q با قطعات G مطابقت دارد، اما رنگ‌آمیزی G حساس‌تر بوده و جای رنگ‌آمیزی Q را به عنوان روش استاندارد آنالیز سیتوژنتیک گرفته است. رنگ‌آمیزی G بهترین نتایج را در تشخیص انحرافات کوچک و کروموزوم‌های نشانگر (تقسیم‌بندی متفاوت از کروموزوم‌های همولوگ معمولی) می‌دهد.

ب. رنگ آمیزی R تصویری مخالف رنگ آمیزی G می دهد. معمولاً از رنگ آمیزی گیمسا یا رنگ فلورسنت نارنجی آکریدین استفاده می شود. این روش تفاوت‌هایی را در رنگ‌آمیزی نواحی همولوگ G یا Q منفی کروماتیدهای خواهر یا کروموزوم‌های همولوگ نشان می‌دهد.

D. رنگ آمیزی C برای تجزیه و تحلیل نواحی سانترومر کروموزوم ها (این نواحی حاوی هتروکروماتین سازنده هستند) و بخش دیستال فلورسنت روشن و متغیر کروموزوم Y استفاده می شود.

E. رنگ آمیزی T برای تجزیه و تحلیل مناطق تلومری کروموزوم ها استفاده می شود. این تکنیک و همچنین رنگ آمیزی نواحی سازمان دهنده های هسته ای با نیترات نقره (رنگ آمیزی AgNOR) برای اصلاح نتایج به دست آمده از رنگ آمیزی استاندارد کروموزوم ها استفاده می شود.

برهمکنش و ساختار IRNA، tRNA، RRNA - سه اسید نوکلئیک اصلی، توسط علمی مانند سیتولوژی در نظر گرفته می شود. این کمک خواهد کرد تا بفهمیم نقش انتقال (tRNA) در سلول ها چیست. این مولکول بسیار کوچک، اما در عین حال غیرقابل انکار مهم در فرآیند ترکیب پروتئین های سازنده بدن شرکت می کند.

ساختار tRNA چیست؟ بسیار جالب است که این ماده را "از درون" در نظر بگیریم، تا به بیوشیمی و نقش بیولوژیکی آن پی ببریم. و همچنین، ساختار tRNA و نقش آن در سنتز پروتئین چگونه به هم مرتبط هستند؟

TRNA چیست، چگونه مرتب شده است؟

اسید ریبونوکلئیک حمل و نقل در ساخت پروتئین های جدید نقش دارد. تقریباً 10٪ از تمام اسیدهای ریبونوکلئیک حمل و نقل هستند. برای اینکه مشخص شود یک مولکول از چه عناصر شیمیایی تشکیل شده است، ساختار ساختار ثانویه tRNA را شرح خواهیم داد. ساختار ثانویه تمام پیوندهای شیمیایی اصلی بین عناصر را در نظر می گیرد.

متشکل از یک زنجیره پلی نوکلئوتیدی. بازهای نیتروژنی موجود در آن توسط پیوندهای هیدروژنی به هم متصل می شوند. RNA نیز مانند DNA دارای 4 باز نیتروژن است: آدنین، سیتوزین، گوانین و اوراسیل. در این ترکیبات آدنین همیشه با اوراسیل و گوانین طبق معمول با سیتوزین همراه است.

چرا یک نوکلئوتید پیشوند ریبو- دارد؟ به سادگی، تمام پلیمرهای خطی که در قاعده نوکلئوتید به جای پنتوز دارای ریبوز هستند، ریبونوکلئیک نامیده می شوند. و RNA انتقالی یکی از 3 نوع پلیمر ریبونوکلئیک است.

ساختار tRNA: بیوشیمی

بیایید به عمیق ترین لایه های ساختار مولکول نگاه کنیم. این نوکلئوتیدها دارای 3 جزء هستند:

1. ساکارز، ریبوز در تمام انواع RNA نقش دارد.
2. اسید فسفریک.
3. نیتروژن و پیریمیدین.

بازهای نیتروژنی توسط پیوندهای قوی به یکدیگر متصل می شوند. مرسوم است که بازها را به پورین و پیریمیدین تقسیم می کنند.

پورین ها آدنین و گوانین هستند. آدنین مربوط به یک آدنیل نوکلئوتید از 2 حلقه به هم پیوسته است. و گوانین مربوط به همان نوکلئوتید گوانین "تک حلقه" است.

پیرامیدین ها سیتوزین و اوراسیل هستند. پیریمیدین ها دارای یک ساختار حلقه واحد هستند. تیمین در RNA وجود ندارد، زیرا با عنصری مانند اوراسیل جایگزین می شود. درک این موضوع قبل از بررسی سایر ویژگی های ساختاری tRNA مهم است.

انواع RNA

همانطور که می بینید، ساختار tRNA را نمی توان به طور خلاصه توضیح داد. برای درک هدف مولکول و ساختار واقعی آن باید در بیوشیمی کاوش کنید. چه نوکلئوتیدهای ریبوزومی دیگری شناخته شده اند؟ همچنین اسیدهای نوکلئیک ماتریکس یا اطلاعاتی و ریبوزومی وجود دارد. به اختصار RNA و RNA نامیده می شود. هر 3 مولکول در سلول با یکدیگر کار می کنند تا بدن گلبول های پروتئینی با ساختار صحیح را دریافت کند.

تصور کار یک پلیمر بدون کمک 2 پلیمر غیرممکن است. ویژگی‌های ساختاری tRNA‌ها زمانی قابل درک‌تر می‌شوند که در ارتباط با عملکردهایی که مستقیماً با کار ریبوزوم‌ها مرتبط هستند در نظر گرفته شوند.

ساختار RNA، tRNA، rRNA از بسیاری جهات مشابه است. همه دارای پایه ریبوز هستند. با این حال، ساختار و عملکرد آنها متفاوت است.

کشف اسیدهای نوکلئیک

یوهان میشر سوئیسی در سال 1868 ماکرومولکول هایی را در هسته سلول پیدا کرد که بعدها نوکلئین نامیده شدند. نام "هسته" از کلمه (هسته) - هسته گرفته شده است. اگرچه کمی بعد مشخص شد که در موجودات تک سلولی که هسته ندارند، این مواد نیز وجود دارند. در اواسط قرن بیستم، جایزه نوبل برای کشف سنتز اسیدهای نوکلئیک دریافت شد.

در سنتز پروتئین

خود نام - انتقال RNA - عملکرد اصلی مولکول را نشان می دهد. این اسید نوکلئیک اسید آمینه ضروری مورد نیاز RNA ریبوزومی برای ساختن یک پروتئین خاص را با خود می آورد.

مولکول tRNA عملکرد کمی دارد. اولین مورد شناسایی کدون IRNA است، عملکرد دوم تحویل بلوک های ساختمانی - اسیدهای آمینه برای سنتز پروتئین است. برخی از کارشناسان بیشتر تابع پذیرنده را تشخیص می دهند. یعنی افزودن اسیدهای آمینه بر اساس اصل کووالانسی. این کمک می کند تا این اسید آمینه را به آنزیمی مانند آمینوسیل-tRNA سنتاتاز متصل کنید.

ساختار tRNA چه ارتباطی با عملکردهای آن دارد؟ این ریبونوکلئیک اسید مخصوص به گونه ای طراحی شده است که در یک طرف آن پایه های نیتروژنی وجود دارد که همیشه به صورت جفت به هم متصل هستند. اینها عناصری هستند که برای ما شناخته شده اند - A، U، C، G. دقیقاً 3 "حرف" یا پایه نیتروژنی آنتی کدون را تشکیل می دهند - مجموعه معکوس عناصری که بر اساس اصل مکمل بودن با کدون تعامل دارند.

این ویژگی مهم ساختاری tRNA تضمین می کند که هیچ خطایی در رمزگشایی اسید نوکلئیک الگو وجود نخواهد داشت. از این گذشته، به ترتیب دقیق اسیدهای آمینه بستگی دارد که آیا پروتئین مورد نیاز بدن در حال حاضر به درستی سنتز شده است.

ویژگی های ساختاری

ویژگی های ساختاری tRNA و نقش بیولوژیکی آن چیست؟ این یک سازه بسیار قدیمی است. اندازه آن حدود 73 تا 93 نوکلئوتید است. وزن مولکولی این ماده 25000-30000 است.

ساختار ساختار ثانویه tRNA را می توان با بررسی 5 عنصر اصلی مولکول از هم جدا کرد. بنابراین، این اسید نوکلئیک از عناصر زیر تشکیل شده است:

• حلقه برای تماس با آنزیم؛
• حلقه برای تماس با ریبوزوم؛
• حلقه آنتی کدون؛
• ساقه پذیرنده;
• خود آنتی کدون

و همچنین یک حلقه متغیر کوچک در ساختار ثانویه اختصاص دهید. یک بازو در همه انواع tRNA یکسان است - یک ساقه از دو باقی مانده سیتوزین و یک آدنوزین. در این مکان است که ارتباط با 1 اسید آمینه از 20 اسید آمینه موجود رخ می دهد. برای هر اسید آمینه، یک آنزیم جداگانه در نظر گرفته شده است - aminoacyl-tRNA خود.

تمام اطلاعاتی که ساختار همه را رمزگذاری می کند در خود DNA موجود است. ساختار tRNA در تمام موجودات زنده روی این سیاره تقریباً یکسان است. هنگامی که به صورت دو بعدی مشاهده می شود مانند یک برگ به نظر می رسد.

با این حال، اگر به حجم نگاه کنید، مولکول شبیه یک ساختار هندسی L شکل است. این ساختار سوم tRNA در نظر گرفته می شود. اما برای راحتی مطالعه مرسوم است که از نظر بصری "گمایش" انجام شود. ساختار سوم در نتیجه تعامل عناصر ساختار ثانویه شکل می گیرد، آن بخش هایی که مکمل یکدیگر هستند.

بازوها یا حلقه های tRNA نقش مهمی دارند. به عنوان مثال، یک بازو برای پیوند شیمیایی با یک آنزیم خاص مورد نیاز است.

یکی از ویژگی های یک نوکلئوتید وجود تعداد زیادی نوکلئوزید است. بیش از 60 نوع از این نوکلئوزیدهای کوچک وجود دارد.

ساختار tRNA و کدگذاری اسید آمینه

می دانیم که آنتی کدون tRNA 3 مولکول طول دارد. هر آنتی کدون مربوط به یک اسید آمینه "شخصی" خاص است. این اسید آمینه با استفاده از یک آنزیم خاص به مولکول tRNA متصل می شود. به محض اینکه 2 اسید آمینه با هم جمع شوند، پیوندهای tRNA شکسته می شود. تمام ترکیبات شیمیایی و آنزیم ها تا زمان لازم مورد نیاز است. به این ترتیب ساختار و عملکرد tRNA به هم مرتبط می شود.

در مجموع، 61 نوع از این مولکول ها در سلول وجود دارد. 64 تغییر ریاضی وجود دارد اما 3 نوع tRNA وجود ندارد زیرا دقیقاً این تعداد کدون توقف در IRNA آنتی کدون ندارند.

تعامل بین RNA و tRNA

اجازه دهید تعامل یک ماده با RNA و RRNA و همچنین ویژگی های ساختاری tRNA را در نظر بگیریم. ساختار و هدف یک ماکرومولکول به هم مرتبط هستند.

ساختار IRNA اطلاعات را از بخش جداگانه ای از DNA کپی می کند. DNA به خودی خود یک اتصال بسیار بزرگ از مولکول ها است و هرگز از هسته خارج نمی شود. بنابراین، یک RNA واسطه مورد نیاز است - اطلاعاتی.

بر اساس توالی مولکول های کپی شده توسط RNA، ریبوزوم یک پروتئین می سازد. ریبوزوم یک ساختار پلی نوکلئوتیدی جداگانه است که ساختار آن نیاز به توضیح دارد.

tRNA ریبوزومی: تعامل

RNA ریبوزومی یک اندامک بزرگ است. وزن مولکولی آن 1,000,000 - 1,500,000 است.تقریبا 80% از مقدار کل RNA دقیقاً نوکلئوتیدهای ریبوزومی هستند.

به نظر می رسد که زنجیره IRNA را می گیرد و منتظر آنتی کدون هایی است که مولکول های tRNA را با خود می آورند. RNA ریبوزومی از 2 زیر واحد کوچک و بزرگ تشکیل شده است.

ریبوزوم "کارخانه" نامیده می شود، زیرا در این اندامک تمام سنتز مواد لازم برای زندگی روزمره انجام می شود. همچنین یک ساختار سلولی بسیار قدیمی است.

چگونه سنتز پروتئین در ریبوزوم اتفاق می افتد؟

ساختار tRNA و نقش آن در سنتز پروتئین به هم مرتبط هستند. آنتی کدون واقع در یکی از طرفین اسید ریبونوکلئیک در شکل خود برای عملکرد اصلی مناسب است - تحویل آمینو اسیدها به ریبوزوم، جایی که تراز فازی پروتئین انجام می شود. در اصل، TRNA به عنوان یک واسطه عمل می کند. وظیفه آن فقط آوردن اسید آمینه لازم است.

هنگامی که اطلاعات از یک قسمت RNA خوانده می شود، ریبوزوم بیشتر در طول زنجیره حرکت می کند. این الگو فقط برای انتقال اطلاعات رمزگذاری شده در مورد پیکربندی و عملکرد یک پروتئین مورد نیاز است. سپس، tRNA دیگری با بازهای نیتروژنی خود به ریبوزوم نزدیک می شود. همچنین قسمت بعدی MRNA را رمزگشایی می کند.

رمزگشایی به شرح زیر انجام می شود. بازهای نیتروژنی بر اساس اصل مکمل بودن به همان روشی که در خود DNA وجود دارد ترکیب می شوند. بر این اساس، TRNA می‌بیند که باید به کجا «بند» کند و اسید آمینه را به کدام «آلمان» بفرستد.

سپس در ریبوزوم اسیدهای آمینه انتخاب شده به این روش به صورت شیمیایی متصل می شوند، مرحله به مرحله یک ماکرومولکول خطی جدید تشکیل می شود که پس از پایان سنتز، به شکل یک گلوله (توپ) می پیچد. tRNA و RNA مورد استفاده، با انجام عملکرد خود، از "کارخانه" پروتئین حذف می شوند.

وقتی اولین قسمت کدون به آنتی کدون می پیوندد، چارچوب خواندن مشخص می شود. پس از آن، اگر به دلایلی تغییر قاب رخ دهد، برخی از علائم پروتئین رد می شود. ریبوزوم نمی تواند در این فرآیند مداخله کند و مشکل را حل کند. تنها پس از تکمیل فرآیند، 2 زیر واحد rRNA دوباره با هم ترکیب می شوند. به طور متوسط ​​به ازای هر 10 4 اسید آمینه، 1 خطا وجود دارد. به ازای هر 25 پروتئینی که قبلاً مونتاژ شده اند، حداقل 1 خطای تکرار مطمئناً رخ می دهد.

tRNA به عنوان مولکول های باقی مانده

از آنجایی که tRNA ممکن است در زمان تولد حیات روی زمین وجود داشته باشد، به آن یک مولکول باقی مانده می گویند. اعتقاد بر این است که RNA اولین ساختاری است که قبل از DNA وجود داشته و سپس تکامل یافته است. فرضیه جهانی RNA - در سال 1986 توسط برنده جایزه والتر گیلبرت فرموله شد. با این حال، هنوز اثبات این موضوع دشوار است. این نظریه با حقایق آشکار دفاع می شود - مولکول های tRNA قادر به ذخیره بلوک های اطلاعاتی هستند و به نوعی این اطلاعات را پیاده سازی می کنند، یعنی کار را انجام می دهند.

اما مخالفان این نظریه استدلال می کنند که یک دوره کوتاه از عمر یک ماده نمی تواند تضمین کند که tRNA حامل خوبی برای هر گونه اطلاعات بیولوژیکی است. این نوکلئوتیدها به سرعت تجزیه می شوند. طول عمر tRNA در سلول های انسانی از چند دقیقه تا چند ساعت متغیر است. برخی از گونه ها می توانند تا یک روز دوام بیاورند. و اگر در مورد همان نوکلئوتیدها در باکتری ها صحبت کنیم، شرایط بسیار کوتاه تر است - تا چند ساعت. علاوه بر این، ساختار و عملکرد tRNA بسیار پیچیده است تا یک مولکول به عنصر اولیه بیوسفر زمین تبدیل شود.

این مقاله دومین مقاله از سری انتشارات خودکار است که پس از مطالعه مقاله اول باید مطالعه شود.ویژگی های کد ژنتیکی - اثری از وقوع آن . برای افرادی که تازه با اصول زیست شناسی مولکولی آشنا هستند بسیار مطلوب است که مقاله O.O. فاورووا" برای درک چگونگی درک موضوع مهم است کد ژنتیکی، درک نحوه عملکرد آن در موجودات مدرن ضروری است. و برای این لازم است که مکانیسم های مولکولی سنتز پروتئین رمزگذاری شده را بررسی کنیم. برای درک این مقاله، درک چگونگی آرایش مولکول RNA، تفاوت آن با مولکول DNA بسیار مهم است.

درک موضوع منشأ حیات به طور کلی، و پیدایش کد ژنتیکی، به طور خاص، بدون درک مکانیسم های مولکولی اساسی در موجودات زنده، در درجه اول دو جنبه - تولید مثل مولکول های ارثی (اسیدهای نوکلئیک) و پروتئین، به سادگی غیرممکن است. سنتز. بنابراین، این مقاله در درجه اول به ارائه حداقل دانشی اختصاص دارد که با آن می توان مطالب غنی و نسبتاً جالب مربوط به منشاء کد ژنتیکی (GC) را درک کرد.

بهتر است آشنایی خود را با مکانیسم های مولکولی سنتز پروتئین با مطالعه ساختار یکی از اجزای کلیدی و یکی از قدیمی ترین ساختارهای موجودات زنده - مولکول RNA (یا tRNA) انتقالی آغاز کنید. مولکول tRNA دارای ساختار غیرعادی حفاظت شده ای است که در همه موجودات زنده مشابه است. این ساختار در سیر تکامل چنان آهسته تغییر می‌کند که به ما اجازه می‌دهد تا اطلاعات زیادی در مورد اینکه قدیمی‌ترین سیستم‌های سنتز پروتئین در طول شکل‌گیری اولیه‌شان چگونه به نظر می‌رسند، استخراج کنیم. بنابراین، مولکول tRNA گفته می شودیادگار مولکولی

یادگار مولکولییا فسیل مولکولی انتزاعی است که مکانیسم های باستانی و ساختارهای مولکولی و فوق مولکولی موجود در موجودات مدرن را نشان می دهد، که به ما امکان می دهد اطلاعاتی در مورد ساختار قدیمی ترین سیستم های زنده استخراج کنیم. آثار مولکولی شامل مولکول های RNA ریبوزومی و انتقالی، آمینواسیل-tRNA سنتتازها، DNA و RNA پلیمرازها و کد ژنتیکی، به عنوان یک روش کدگذاری، و همچنین تعدادی دیگر از ساختارها و مکانیسم های مولکولی. تجزیه و تحلیل آنها منبع کلیدی اطلاعات در مورد چگونگی ظهور زندگی است، و کد ژنتیکی، به خصوص. اجازه دهید با جزئیات بیشتری ساختار tRNA و آن بخش‌هایی از آن را که در طول تکامل به کندی تغییر می‌کنند در نظر بگیریم که هنوز حاوی اطلاعات زیادی درباره tRNA‌های باستانی هستند که بیش از 3.5 میلیارد سال پیش وجود داشته‌اند.

مولکول tRNA نسبتا کوچک است، طول آن از 74 تا 95 باقیمانده نوکلئوتید، اغلب 76 نوکلئوتید متغیر است (شکل 1 را ببینید).در توالی tRNA، به اصطلاحمحافظه کار باقی مانده های نوکلئوتیدی، باقی مانده های نوکلئوتیدی هستند که در توالی های کاملاً مشخص تقریباً در تمام مولکول های tRNA قرار دارند. علاوه بر این، برجسته شویدنیمه محافظه کار باقی مانده های نوکلئوتیدی، باقی مانده هایی هستند که تنها با بازهای پورین یا پیریمیدین در توالی های tRNA کاملاً تعریف شده نشان داده می شوند. علاوه بر این، نواحی مختلف tRNA با سرعت‌های متفاوتی تغییر می‌کنند.

تا 25 درصد از تمام باقی مانده های نوکلئوتید، نوکلئوزیدهای اصلاح شده هستند که اغلب به عنوان جزئی . بیش از 60 باقیمانده جزئی قبلاً شرح داده شده است. آنها در نتیجه اصلاح باقی مانده های نوکلئوزیدی معمولی با کمک آنزیم های خاص تشکیل می شوند.

سودوریدین (5-ریبوفورانوسیلوراسیل، Ψ)، 5،6-دی هیدروریدین (دی4-تیوریدیل و اینوزین. ساختار برخی از پایه های اصلاح شده و تا حدی نقش آنها در مقاله توضیح داده شده است

مولکول tRNA همراه با ساختار اولیه (این فقط دنباله ای از نوکلئوتیدها است)، ساختار ثانویه و سوم دارد.

ساختار ثانویه به دلیل تشکیل پیوندهای هیدروژنی بین نوکلئوتیدها است. حتی در مدرسه، آنها در مورد پیوندهای هیدروژنی در طول جفت شدن مکمل بین نوکلئوتیدها آموزش می دهند (AU و GC به این نوع جفت شدن نوکلئوتیدها متعارف می گویند)، اما تعداد قابل توجهی از پیوندهای غیر متعارف نیز در مولکول های tRNA، به ویژه، بین G تشکیل می شود. و U که تا حدودی ضعیف تر و از نظر انرژی کمتر سودمند خواهند بود).

برنج. 1. ساختار ثانویه تعمیم یافته tRNA (سمت چپ) و شماره گذاری نوکلئوتیدی به طور کلی پذیرفته شده در tRNA (راست). تقریباً در همه موجودات زنده اینگونه به نظر می رسد. در شکل سمت راست، نوکلئوتیدهای محافظه کار با دایره های پررنگ برجسته شده اند.

نام گذاری ها:N - هر نوکلئوتید، T - تیمین، D - دی هیدرووریدین، Ψ - پسودوریدین، R - نوکلئوتید پورین.

در نتیجه به اصطلاح ساختار برگ شبدری شکل می گیرد.در ساختار برگ شبدر عبارتند از: یک ساقه پذیرنده و سه شاخه یا دامنه (بازوها): آنتی کدون (از یک ساقه دو رشته ای آنتی کدون تشکیل شده است (ساقه) و حلقه آنتی کدون (حلقهدی هیدرووریدین یادی- شاخه، یادی-دامنه، (همچنین از حلقه و ساقه دی هیدرویدین) وTΨCشاخه، یا به سادگی T-branch، یا T-domain، (T-loop و T-stem). علاوه بر سه حلقه برگ شبدر، یک حلقه به اصطلاح اضافی یا متغیر نیز وجود دارد. طول حلقه متغیر از 4 تا 24 نوکلئوتید متغیر است.

چرا ساختار ثانویه tRNA شکل برگ شبدری دارد؟ پاسخ به این سوال توسط M. Eigen [Eigen M, Winkler R.1979] . واقعیت این است کهبا طول زنجیره RNA 80 نوکلئوتید با یک توالی تصادفی، ساختار ثانویه با 3-4 گلبرگ محتمل ترین است. اگرچه یک سنجاق سر با تنها یک حلقه دارای حداکثر تعداد جفت‌های پایه است، این ساختار در توالی‌های تصادفی بعید است. به همین دلیل منطقی است که در نظر بگیریم که ساختارهای tRNA مانند (یعنی ساختارهایی با 3-4 حلقه) رایج ترین مولکول ها در مرحله حیات RNA و RNA-پروتئین بودند. دلایل تکمیلی به نفع این بیانیه در مقالات بعدی آورده خواهد شد.

ساختار سوم tRNA

ساختار سوم tRNA با ساختار فضایی واقعی مطابقت دارد. او نام را گرفتL- فرم ها، به دلیل شباهت ساختار سوم به شکل حروف بزرگ لاتین "L". ساختار سوم به دلیل تعامل عناصر ساختار ثانویه شکل می گیرد. در تشکیل آن شرکت کنید تعاملات مخاطره آمیز زمینه. به دلیل انباشته شدن پایه ها، گیرنده و ساقه T برگ شبدر یک مارپیچ دوتایی پیوسته را تشکیل می دهند و یکی از "میله ها" را تشکیل می دهند.L-تشکیل می دهد. آنتی کدون ودی- ساقه ها "چوب" دیگری از این حرف را تشکیل می دهند،دی- وتیحلقه ها در چنین ساختاری نزدیک به هم هستند و با تشکیل جفت های پایه اضافی و اغلب غیرمعمول به هم متصل می شوند که معمولاً توسط باقی مانده های محافظه کارانه یا نیمه محافظه کار تشکیل می شوند. با توجه به این دخالت بنیادهای محافظه کار و نیمه محافظه کار در آموزش و پرورشL-فرم ها حضورشان در آن مشخص می شودتی- ودی-حلقه ها شکل گیری ساختار L شکل و تعامل آن با APCase به صورت شماتیک در شکل نشان داده شده است. 2.

برنج. 2.طرح آموزش فضاییLساختار شکل tRNA و برهمکنش آن با ARSase oh.

فلش محل اتصال اسید آمینه در طول آمینواسیلاسیون سنتتاز tRNA را نشان می دهد. دامنه گیرنده tRNA با رنگ قرمز و دامنه آنتی کدون با رنگ آبی مشخص شده است. بیضی‌ها حوزه‌های APCase را نشان می‌دهند: سبز حوزه کاتالیزوری است که شامل حوزه اتصال و آمینواسیلاسیون ناحیه گیرنده tRNA است، زرد و نارنجی دامنه متغیر APCase هستند. بسته به اندازه این دامنه، APCase a ناحیه آنتی کدون را به عنوان یک دامنه متغیر می شناسد (دامنه با رنگ زرد نشان داده شده است)، یا آن را تشخیص نمی دهد (دامنه با رنگ نارنجی نشان داده شده است).

پایه های آنتی کدون معکوس هستندداخل Lمولکول شکل

RNA های انتقالی در همه موجودات زنده به طور متوالی سه عملکرد لازم برای سنتز پروتئین را انجام می دهند:

1) پذیرنده - با کمک آنزیم های پروتئینی (آمینواسیل-tRNA-سینتاز) به طور کووالانسی یک آمینو اسید کاملاً تعریف شده را به باقیمانده آمینواسیل متصل می کند (برای هر اسید آمینه - کاملاً یک یا گاهی اوقات چندین tRNA متفاوت).2) حمل و نقل - یک اسید آمینه را به مکان خاصی روی ریبوزوم منتقل می کند.3) انطباقی - در ترکیب با ریبوزوم، می تواند به طور خاص سه گانه کد ژنتیکی را روی RNA ماتریکس تشخیص دهد، پس از آن اسید آمینه متصل به tRNA در زنجیره پلی پپتیدی در حال رشد روی ریبوزوم گنجانده می شود.

مقالات مرتبط با موضوع:

ساختار RNA های انتقالی و عملکرد آنها در مرحله اول (پیش ریبوزومی) بیوسنتز پروتئین

70-90N | صفحه ثانویه - برگ شبدر | CCA 3 اینچی برای همه tRNA |
وجود تیمین، پسودوریدین-psi، دیگیروریدین DGU در حلقه D - محافظت در برابر ریبونوکلئازها؟ عمر طولانی | انواع ساختارهای اولیه tRNA - 61 + 1 - با تعداد کدون + tRNA فرمیل متیونین، آنتی کدون گربه با tRNA متیونین یکسان است. انواع ساختارهای سوم - 20 (با توجه به تعداد اسیدهای آمینه) | شناخت - تشکیل پیوند کووالانسی m-y tRNA و عمل | aminoacyl-tRNA سنتتازها اعمال خود را به tRNA متصل می کنند

وظیفه tRNA انتقال اسیدهای آمینه از سیتوپلاسم به ریبوزوم است که در آن سنتز پروتئین اتفاق می افتد.
tRNA هایی که به یک اسید آمینه متصل می شوند، ایزوگیرنده نامیده می شوند.
در کل، 64 tRNA مختلف به طور همزمان در یک سلول وجود دارد.
هر tRNA فقط با کدون خودش جفت می شود.
هر tRNA کدون خود را بدون دخالت اسید آمینه تشخیص می دهد. آمینو اسیدهای متصل به tRNA از نظر شیمیایی اصلاح شدند، پس از آن پلی پپتید حاصل که حاوی اسید آمینه اصلاح شده بود، آنالیز شد. سیستئینیل-tRNACys ​​(R=CH2-SH) به آلانیل-tRNACys ​​(R=CH3) کاهش یافت.
بیشتر tRNA ها، صرف نظر از توالی نوکلئوتیدی شان، به دلیل وجود سه سنجاق سر در آن، ساختار ثانویه ای به شکل برگ شبدری دارند.

ویژگی های ساختاری tRNA

همیشه چهار نوکلئوتید جفت نشده در 3 "انتهای مولکول" وجود دارد و سه تای آنها لزوما CCA هستند. انتهای 5" و 3" زنجیره RNA یک ساقه پذیرنده را تشکیل می دهند. زنجیره ها به دلیل جفت شدن مکمل ها در کنار هم نگه داشته می شوند. هفت نوکلئوتید 5" - با هفت نوکلئوتید که در نزدیکی انتهای "3" قرار دارند پایان می‌یابد. 2. همه مولکول‌ها دارای سنجاق سر T?C هستند، به این دلیل که حاوی دو باقی مانده غیرعادی است: ریبوتیمیدین (T) و سودوریدین (? سنجاق سر از یک گیره موی دوتایی تشکیل شده است. ساقه رشته ای از پنج جفت باز، شامل یک جفت GCs، و یک حلقه به طول هفت نوکلئوتید.
در همان نقطه از حلقه 3. در سنجاق سر آنتی کدون، ساقه همیشه توسط یک خانواده جفت نشان داده می شود
زمینه. سه گانه مکمل کدون مربوطه، آنتی کدون، در حلقه قرار دارد.
le، متشکل از هفت نوکلئوتید. یک اورا ثابت
cyl و یک سیتوزین اصلاح شده و یک پورین اصلاح شده معمولاً به انتهای 3 اینچی آن می پیوندد.
آدنین 4. سنجاق سر دیگر شامل یک ساقه سه تا چهار جفت نوکلئوتید و یک حلقه متغیر است.
اندازه، اغلب حاوی اوراسیل به شکل کاهش یافته - دی هیدرواوراسیل (DU). توالی های نوکلئوتیدی ساقه ها، تعداد نوکلئوتیدها بین ساقه آنتی کدون و ساقه T?C (حلقه متغیر)، و همچنین اندازه حلقه و محل قرارگیری باقی مانده های دی هیدرواوراسیل در حلقه DU به شدت متفاوت است.
[خواننده، 1998].

ساختار سوم tRNA

ساختار L شکل.

اتصال اسیدهای آمینه به tRNA

برای اینکه یک آمینو اسید یک زنجیره پلی پپتیدی تشکیل دهد، باید توسط آنزیم aminoacyl-tRNA سنتتاز به tRNA متصل شود. این آنزیم یک پیوند کووالانسی بین گروه اسید آمینه کربوکسیل و گروه ریبوز هیدروکسیل در انتهای 3' tRNA با مشارکت ATP ایجاد می کند. آمینواسیل-tRNA سنتتاز یک کدون خاص را نه به دلیل وجود یک آنتی کدون در tRNA، بلکه به دلیل وجود یک مکان شناسایی خاص در tRNA تشخیص می دهد.
در مجموع، 21 سنتتاز آمینواسیل-tRNA مختلف در سلول وجود دارد.
عضویت در دو مرحله انجام می شود:
1. گروه کربوکسیل یک اسید آمینه به ATP a-phosphate متصل است. آمینواسیل آدنیلات ناپایدار حاصل با اتصال به آنزیم تثبیت می شود.
2. انتقال گروه آمینواسیل آمینواسیل آدنیلات به گروه 2' یا 3'-OH ریبوز انتهایی tRNA
برخی از aminoacyl-tRNA سنتتازها از یک زنجیره پلی پپتیدی منفرد تشکیل شده‌اند، در حالی که برخی دیگر از دو یا چهار زنجیره یکسان تشکیل شده‌اند که هر کدام دارای وزن مولکولی 35 تا 115 کیلو دالتون هستند. برخی از آنزیم های دایمر و تترامر از دو نوع زیر واحد تشکیل شده اند. هیچ ارتباط واضحی بین اندازه مولکول آنزیم یا ماهیت ساختار زیرواحد و ویژگی آن وجود ندارد.
ویژگی یک آنزیم با اتصال قوی آن به انتهای گیرنده tRNA، ناحیه DU و حلقه متغیر تعیین می شود. به نظر می رسد برخی از آنزیم ها سه گانه آنتی کدون را تشخیص نمی دهند و واکنش آمینواستیلاسیون را کاتالیز می کنند حتی زمانی که آنتی کدون تغییر می کند. با این حال، برخی از آنزیم ها فعالیت کاهش یافته را در رابطه با چنین tRNA های اصلاح شده نشان می دهند و در هنگام جایگزینی آنتی کدون، اسید آمینه اشتباهی را اضافه می کنند.

70-90n | صفحه ثانویه - برگ شبدر | CCA 3 اینچی برای همه tRNA |
وجود تیمین، پسودوریدین-psi، دیگیروریدین DGU در حلقه D - محافظت در برابر ریبونوکلئازها؟ عمر طولانی | انواع ساختارهای اولیه tRNA - 61 + 1 - با تعداد کدون + tRNA فرمیل متیونین، آنتی کدون گربه با tRNA متیونین یکسان است. انواع ساختارهای سوم - 20 (با توجه به تعداد اسیدهای آمینه)

دو نوع متیونین tRNAFMet و tRNAMMet اتصال دهنده tRNA در پروکاریوت ها و tRNAIMet و tRNAMMet در یوکاریوت ها وجود دارد. متیونین با استفاده از سنتز aminoacyl-tRNA مناسب به هر tRNA اضافه می شود. متیونین متصل به tRNAFMet و tRNAIMet توسط آنزیم methionyl-tRNA-transformylase به Fmet-tRNAFMet تشکیل می شود. tRNA های بارگذاری شده با فرمیل متیونین کدون شروع AUG را تشخیص می دهند.

ادبیات:

متاسفانه کتابشناسی وجود ندارد.

RNA انتقالی (tRNA) نقش مهمی در فرآیند استفاده از اطلاعات ارثی توسط سلول دارد. با رساندن آمینو اسیدهای لازم به محل مونتاژ زنجیره های پپتیدی، tRNA به عنوان یک واسطه ترجمه عمل می کند.

مولکول های tRNA زنجیره های پلی نوکلئوتیدی هستند که بر روی توالی های DNA خاصی سنتز می شوند. آنها از تعداد نسبتا کمی نوکلئوتید -75-95 تشکیل شده اند. در نتیجه اتصال مکمل بازهایی که در قسمت های مختلف زنجیره پلی نوکلئوتیدی tRNA قرار دارند، ساختاری شبیه برگ شبدر به دست می آورد (شکل 3.26).

برنج. 3.26. ساختار یک مولکول tRNA معمولی.

دارای چهار بخش اصلی است که عملکردهای مختلفی را انجام می دهند. پذیرنده"ساقه" توسط دو قسمت انتهایی متصل مکمل tRNA تشکیل می شود. از هفت جفت پایه تشکیل شده است. انتهای 3 اینچی این ساقه تا حدودی بلندتر است و یک ناحیه تک رشته ای را تشکیل می دهد که به یک توالی CCA با گروه آزاد OH ختم می شود. یک اسید آمینه قابل حمل به این انتها متصل است. سه شاخه باقی مانده توالی های نوکلئوتیدی جفت مکمل هستند که به نواحی حلقه‌ساز جفت نشده ختم می‌شود. وسط این شاخه‌ها - آنتی کدون - شامل پنج جفت نوکلئوتید و حاوی یک آنتی‌کدون در مرکز حلقه آن است. آنتی‌کدون سه نوکلئوتید مکمل کدون mRNA است که اسید آمینه را کد می‌کند. توسط این tRNA به محل سنتز پپتید منتقل می شود.

بین شاخه های گیرنده و آنتی کدون دو شاخه جانبی قرار دارد. در حلقه های خود، آنها حاوی پایه های اصلاح شده هستند - دی هیدروریدین (حلقه D) و سه گانه TψC، که در آن \y کاذب است (حلقه T^C).

بین شاخه های Aiticodone و T^C یک حلقه اضافی وجود دارد که شامل 3-5 تا 13-21 نوکلئوتید است.

به طور کلی، انواع مختلف tRNA با ثبات خاصی از توالی نوکلئوتیدی مشخص می شود که اغلب از 76 نوکلئوتید تشکیل شده است. تغییر در تعداد آنها عمدتاً به دلیل تغییر تعداد نوکلئوتیدها در حلقه اضافی است. نواحی تکمیلی که از ساختار tRNA پشتیبانی می کنند معمولاً حفظ می شوند. ساختار اولیه tRNA که توسط توالی نوکلئوتیدها تعیین می شود، ساختار ثانویه tRNA را تشکیل می دهد که به شکل برگ شبدر است. به نوبه خود، ساختار ثانویه باعث ایجاد یک ساختار سه بعدی سه بعدی می شود که با تشکیل دو مارپیچ دوگانه عمود بر هم مشخص می شود (شکل 3.27). یکی از آنها توسط شاخه های گیرنده و TψC و دیگری توسط شاخه های آنتی کدون و D تشکیل می شود.

در انتهای یکی از مارپیچ های مضاعف آمینو اسید منتقل شده و در انتهای دیگری آنتی کدون قرار دارد. این مناطق دورترین مناطق از یکدیگر هستند. پایداری ساختار سوم tRNA به دلیل ظهور پیوندهای هیدروژنی اضافی بین پایه های زنجیره پلی نوکلئوتیدی که در قسمت های مختلف آن قرار دارد، اما از نظر مکانی در ساختار سوم نزدیک است، حفظ می شود.

انواع مختلف tRNA ساختار سوم مشابهی دارند، اگرچه با برخی تغییرات.

برنج. 3.27. سازمان فضایی tRNA:

I - ساختار ثانویه tRNA به شکل "برگ شبدر" که توسط ساختار اولیه آن تعیین می شود (توالی نوکلئوتیدها در زنجیره).

II - طرح ریزی دو بعدی ساختار سوم tRNA.

III - طرح مولکول tRNA در فضا

ضمیمه (در صورتی که کسی این را متوجه نشود)

دندان های رعد و برق - نوکلئوتیدها (آدنین-تیمین / اوراسیل /، گوانین-سیتازین). تمام رعد و برق ها DNA هستند.

برای انتقال اطلاعات از DNA، باید 2 رشته را بشکنید. پیوند بین A-T و G-C هیدروژن است، بنابراین به راحتی توسط آنزیم هلیکاز شکسته می شود:

برای جلوگیری از ایجاد گره (به عنوان مثال، من یک حوله را پیچانده ام):

توپوایزومراز یک رشته از DNA را در مبدا همانندسازی قطع می کند تا زنجیره پیچ نخورد.

هنگامی که یک نخ آزاد است، دومی به راحتی می تواند حول محور خود بچرخد، در نتیجه تنش را در حین "پیچاندن" کاهش می دهد. گره ها ظاهر نمی شوند، انرژی ذخیره می شود.

سپس، یک آغازگر RNA برای شروع جمع آوری RNA مورد نیاز است. پروتئینی که mRNA را جمع آوری می کند نمی تواند فقط اولین نوکلئوتید را جمع کند، برای شروع به یک تکه RNA نیاز دارد (در آنجا با جزئیات نوشته شده است، بعداً آن را خواهم نوشت). این قطعه پرایمر RNA نام دارد. و این پروتئین در حال حاضر اولین نوکلئوتید را به آن متصل می کند.