Какие виды рнк содержатся в клетке
Нуклеиновые кислоты
По строению РНК и ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) сходны. Эти вещества представляют собой биополимеры, молекулы которых — это длинные цепи, состоящие из отдельных фрагментов (остатков нуклеотидов). Присутствуя в каждой живой клетке, они выполняют следующие функции:
- Хранение информации как о самой клетке, так и обо всём организме, частью которого она является.
- Передача информации следующему поколению клеток при делении.
- Хранение, передача и расшифровка информации о реализации признаков организма, закодированных генами.
Основным фактором, отличающим друг от друга рибонуклеиновую и дезоксирибонуклеиновую кислоты, являются входящие в их состав углеводы, а именно дезоксирибоза в ДНК и рибоза в РНК.
Происхождение и структура
Каждый из мономеров, составляющих длинную молекулу, состоит из азотистого основания и присоединённых к нему фосфатных групп и углевода рибозы. Посредством соединения рибозы и фосфатного остатка осуществляется связь мономеров в цепь.
Кодирование информации обусловлено последовательностью расположения нуклеотидов в цепи.
Процесс биосинтеза рибонуклеиновой кислоты в живой клетке, называемый транскрипцией, осуществляется при обязательном присутствии фермента РНК-полимеразы. Соединение между собой мономеров (нуклеотидов), входящих в состав макромолекулы, осуществляется за счёт взаимодействия фосфатного остатка одного мономера с углеводным фрагментом другого.
Матрицей, на основе которой синтезируются молекулы этого вещества, может служить и молекула ДНК, и другая молекула РНК. В частности, на основе нуклеиновой кислоты с рибозой происходит репликация РНК-содержащих вирусов.
Примечательно, что этот фермент (полимераза) существует в различных модификациях, что обусловливает синтез разных видов этого вещества. Все разновидности рибонуклеиновой кислоты имеют сходное строение. Их пространственная структура напоминает по конфигурации листок клевера.
История исследования вопроса
Начало изучению нуклеиновых кислот было положено ещё в середине XIX века швейцарским учёным, обнаружившим эти вещества в клеточном ядре. Он назвал их нуклеином. Наличие этих веществ в прокариотических бактериальных клетках, не содержащих ядра, было доказано несколько позднее.
Предположение о роли РНК, которую она играет в биосинтезе белковых молекул, было сделано в 1939 году. В ходе эксперимента было продемонстрировано, что РНК, кодирующая структуру гемоглобина кролика, при введении в другую клетку заставляет её синтезировать тот же самый белок. Описанный опыт наглядно продемонстрировал роль этого вещества в живом организме. Параллельно с этим ещё одно исследование показало, что клетки, активно синтезирующие белковые вещества, содержат большее количество РНК, по сравнению с другими клеточными структурами.
Механизм синтеза самой рибонуклеиновой кислоты был открыт в середине XX века, за что в 1959 году была выдана Нобелевская премия по медицине. Ещё одна аналогичная награда в этой области была выдана в связи с расшифровкой последовательности цепи из 77 нуклеотидов транспортной РНК одного из видов дрожжевых грибков.
По мнению некоторых учёных, функция РНК процессе эволюции претерпела некоторые изменения. В частности, учёный Карл Везе в 1967 году выдвинул теорию так называемого «РНК мира». Согласно его предположениям, в прокариотических организмах эта нуклеиновая кислота выполняла следующие функции:
- Шифрование, хранение и передача информации, в частности, генетической информации клетки. Сейчас, после определённых изменений, которые произошли в ходе эволюции, эту функцию стала выполнять дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК).
- Участие в ряде метаболических процессов, которое проявляется в их ускорении (каталитическая активность). В сегодняшнем мире эта функция принадлежит ферментам — специализированным веществам, имеющим белковую природу.
Открытие нуклеиновых кислот и успехи в исследовании их свойств и других характеристик дали мощный толчок в развитии молекулярной биологии. С этого момента и берёт начало исследование механизмов передачи информации как внутри клеток, так и между ними. Полученные экспериментально данные объясняют в том числе и механизм наследования некоторых признаков (один из основных принципов теории эволюции — наследственность).
Типы РНК
В зависимости от функций, выполняемых в организме, принято выделять несколько типов рибонуклеиновой кислоты. Каждый из них имеет своё специальное обозначение.
Различные типы этого вещества и соответствующие функции РНК для наглядности можно представить в виде таблицы:
| Название | Условное обозначение | Особенности |
| Информационная (матричная) | иРНК (мРНК) | Из всей рибонуклеиновой кислоты, содержащейся в клетке, она составляет около 5%. Содержит и передаёт информацию о первичной структуре белка. Созревая, становится матрицей для синтеза полипептидной белковой молекулы. Молекулы информационной РНК присутствуют в клетке до тех пор, пока синтезируется необходимая белковая молекула. После того как матрица становится не нужна, клетка ее разрушает. |
| Рибосомальная | рРНК | Синтез рибосомальной РНК осуществляется в ядрышке. Её молекулы имеют довольно крупные габариты, состоят из из большого количества нуклеотидов — от 3000 до 5000. Составляя 80−85% всей РНК клетки, имеет несколько разновидностей, которые входят в состав рибосом, отличаясь друг от друга длиной цепи, выполняемыми функциями, а также вторичной и третичной структурой. Молекулы рибосомальной РНК считывают информацию, закодированную информационной молекулой и способствуют образованию связей между аминокислотами в белковой цепи. |
| Транспортная | тРНК | Эта разновидность рибонуклеиновой кислоты синтезируется в ядре клетки на основе матрицы ДНК, после чего выходит в цитоплазму. Характерной чертой транспортной РНК является небольшой по меркам полимерных веществ размер молекулы (по сравнению с молекулами того же вещества, которым присущи другие функции). Она может содержать около 80 мономеров. Функция этого вещества: транспорт аминокислот, являющихся строительными материалами для протеинов к месту сборки белковой молекулы. Если представить пространственную структуру молекулы нуклеиновой кислоты в виде фигуры, напоминающей листок клевера, то транспортируемая аминокислота присоединяется к его черешку. Молекула транспортной рибонуклеиновой кислоты неуниверсальна: для доставки к рибосоме каждого вида аминокислот необходима своя разновидность транспортной РНК. Всего таких видов известно около 60. |
Указанные в таблице типы РНК являются основными. Кроме них существуют и другие разновидности этого вещества. Все они в совокупности составляют единую систему, значение которой крайне велико: она направлена на считывание и воспроизведение наследственной информации через синтез белковых структур.
Существует ещё одна классификации РНК; согласно ей, выделяют следующие разновидности:
- Ядерная. Рапространение — ядро эукариотических клеток. Молекула собирается полимеразой 2 или 3 типов. После сборки выходит в цитоплазму клетки, где происходит созревание; потом возвращается в ядро. Участвует в процессе созревания матричной РНК. В цепи такой нуклеиновой кислоты находится много уридиновых нуклеотидов. Имеется и малый (ядрышковый) подтип.
- Цитоплазматическая. Находится под влиянием ядерной разновидности нуклеиновой кислоты. Функция — участие в антителообразовании в зрелых плазматических клетках.
- Митохондриальная. В отличие от ядерной, располагается в митохондриях.
- Пластидная. Кодирует гены, обеспечивающие процессы транскрипции и трансляции.
В основе такого подразделения лежит место её нахождения внутри клетки.
Источник
Транскрипция. Виды и типы РНК клеток
Сборка молекулы РНК из нуклеотидов происходит под действием РНК-полимеразы. Этот фермент представляет собой крупный белок, обладающий целым рядом свойств, необходимых на разных стадиях синтеза молекулы РНК.
1. На цепи ДНК в самом начале каждого гена лежит нуклеотидная последовательность, называемая промоутером. Фермент РНК-полимераза несет участки распознавания и комплементарного связывания с промоутером. Связывание данного фермента с этим участком необходимо для запуска сборки молекулы РНК.
2. После связывания с промоутером РНК-полимераза расплетает спираль ДНК на участке, занимающем примерно два витка, что приводит к расхождению цепей ДНК на этом участке.
3. РНК-полимераза начинает продвигаться по цепи ДНК, вызывая временное расплетание и расхождение двух ее цепей. По мере этого движения на каждой его стадии к концу растущей цепи РНК добавляется новый активированный нуклеотид. Этот процесс проходит следующим образом:
а) вначале между азотистым основанием концевого нуклеотида ДНК и азотистым основанием нуклеотида РНК, поступающего из кариоплазмы, образуется водородная связь;
б) затем РНК-полимераза последовательно отщепляет по два фосфата от каждого нуклеотида РНК, высвобождая при разрыве макроэргических фосфатных связей большое количество энергии, которая сразу идет на образование ковалентной связи между оставшимся фосфатом нуклеотида РНК и концевой рибозой растущей цепи РНК;
в) когда РНК-полимераза доходит по цепи ДНК до конца гена, она вступает во взаимодействие с последовательностью нуклеотидов, которую называют терминирующей последовательностью; в результате этого взаимодействия РНК-полимераза и новосинтезированная молекула РНК отрываются от цепи ДНК. После этого РНК-полимераза может вновь использоваться для синтеза новых молекул РНК;
г) слабые водородные связи между новосинтезированной молекулой РНК и матрицей ДНК рвутся, а связь между комплементарными цепями ДНК восстанавливается, поскольку сродство между ними выше, чем между ДНК и РНК. Таким образом, цепь РНК отделяется от ДНК, оставаясь пока в кариоплазме.
Таким образом генетический код, «записанный» на ДНК, комплементарно переносится на цепь РНК. При этом рибонуклеотиды могут образовывать с дезоксирибонуклеотидами только следующие комбинации.
Прикрепление рибонуклеотида к цепи ДНК при сборке РНК, являющейся переносчиком генетического кода от генов в цитоплазму.
Фермент РНК-полимераза двигается вдоль цепи ДНК и обеспечивает сборку РНК.
Виды и типы РНК клеток
Существуют три типа РНК, каждый из которых выполняет свою особую роль в синтезе белка.
1. Матричная РНК переносит генетический код из ядра в цитоплазму, определяя таким образом синтез разнообразных белков.
2. Транспортная РНК переносит активированные аминокислоты к рибосомам для синтеза полипептидных молекул.
3. Рибосомная РНК в комплексе примерно с 75 разными белками формирует рибосомы — клеточные органеллы, на которых происходит сборка полипептидных молекул.
Матричная РНК представляет собой длинную одноцепочечную молекулу, присутствующую в цитоплазме. Эта молекула РНК содержит от нескольких сотен до нескольких тысяч нуклео-тидов РНК, образующих кодоны, строго комплементарные триплетам ДНК.
Фрагмент молекулы РНК, содержащий три кодона – ЦЦГ, УЦУ и ГАА,
которые обеспечивают прикрепление трех аминокислот – пролина, серина и глутаминовой кислоты соответственно к растущей молекуле белка.
Движение молекулы матричной РНК по двум рибосомам.
В момент прохождения кодона по поверхности рибосомы соответствующая аминокислота прикрепляется к растущей полипептидной цепи (показана около правой рибосомы).
Транспортные РНК доставляют аминокислоты к растущей полипептидной цепи.
Еще один тип РНК, играющий важнейшую роль в синтезе белка, называют транспортной РНК, поскольку он транспортирует аминокислоты к строящейся молекуле белка. Каждая транспортная РНК специфически связывается только с одной из 20 аминокислот, составляющих белковые молекулы. Транспортные РНК действуют как переносчики специфических аминокислот, доставляя их к рибосомам, на которых происходит сборка полипептидных молекул.
Каждая специфическая транспортная РНК распознает «свой» кодон матричной РНК, прикрепившейся к рибосоме, и доставляет соответствующую аминокислоту на соответствующую позицию в синтезируемой полипептидной цепи.
Цепь транспортной РНК гораздо короче матричной РНК, содержит всего около 80 нуклеотидов и упакована в форме клеверного листа. На одном конце транспортной РНК всегда находится аденозинмонофосфат (АМФ), к которому через гидроксильную группу рибозы прикрепляется транспортируемая аминокислота.
Транспортные РНК служат для прикрепления специфических аминокислот к строящейся полипептидной молекуле, поэтому необходимо, чтобы каждая транспортная РНК обладала специфичностью и в отношении соответствующих кодонов матричной РНК. Код, посредством которого транспортная РНК распознает соответствующий кодон на матричной РНК, также является триплетом и его называют антикодоном. Антикодон располагается примерно посередине молекулы транспортной РНК.
Во время синтеза белка азотистые основания антикодона транспортной РНК прикрепляются с помощью водородных связей к азотистым основаниям кодона матричной РНК. Таким образом, на матричной РНК выстраиваются в определенном порядке одна за другой различные аминокислоты, формируя соответствующую аминокислотную последовательность синтезируемого белка.
– Также рекомендуем “Рибосомная РНК. Синтез белка на рибосомах клетки”
Оглавление темы “Физиология клетки и его ядра”:
1. Характеристика клетки. Эндоцитоз и пиноцитоз
2. Фагоцитоз. Функции лизосом клетки
3. Аппарат Гольджи. Синтез в эндоплазматическом ретикулуме
4. АТФ и его роль в клетке. Функции митохондрий клетки
5. Как используется АТФ клеткой? Амебоидное движение клетки
6. Хемотаксис. Роль ресничек клетки
7. Механизмы движения ресничек. Гены в ядре клетки
8. Образование двух цепей ДНК. Генетический код
9. Транскрипция. Виды и типы РНК клеток
10. Рибосомная РНК. Синтез белка на рибосомах клетки
Источник
Анонимный вопрос
7 декабря 2018 · 19,1 K
Дополню предыдущий ответ, что помимо матричной (мРНК), транспортной (тРНК), рибосомальной (рРНК) есть еще еще микроРНК. Это малые некодирующие молекулы РНК, которые могут принимать участие в регуляции экспрессии генов.
Мои интересы: разнообразны, но можно выделить следующие: литература, история…
Транспортная – переносит к месту синтеза белка риобосмы, а также принимает участие в трансляции. Рибосомная – осуществляет процесс трансляции – синтез белка на матрице матричной РНК. Информационная или матричная – переносит информацию о структуре белка от ДНК к месту синтеза белка в рибосомах.
Какое значение имеет коронарная кровеносная система?
ТПК Центр Металлокровли – производитель металлического штакетника (евроштакетника) для… · shtaketniki.ru
Работа сердца состоит в ритмическом нагнетании крови в сосуды кругов кровообращения. Желудочки выталкивают кровь в круги кровообращения с большой силой, чтобы она могла достичь самых удалённых от сердца участков тела. Поэтому они имеют хорошо развитые мышечные стенки, особенно левый желудочек. Для того чтобы интенсивно работать всю жизнь человека, сердечная мышца должна получать питательные вещества и кислород с кровью. Кровеносная система самого сердца получила название коронарной. Левая и правая коронарные артерии отходят от аорты, разветвляются и снабжают всем необходимым клетки сердечной мышцы.
Прочитать ещё 2 ответа
В каком порядке происходит биосинтез белка?
Все человеческое мне не чуждо. Имею определенные знания в области естествознания…
Схематично (не вдаваясь в подробности происходящего) этот процесс можно описать так:
1)Разрыв водородных связей ДНК
2)Синтез и-РНК на ДНК
3)Выход и-РНК в цитоплазму
4)Связывание и-РНК и рибосомы
5)Присоединение аминокислот к т-РНК
6)Взаимодействие т-РНК и и-РНК
7)Образование белка и его отрыв от рибосомы
Прочитать ещё 1 ответ
Что такое РНК?
РНК (рибонуклеиновая кислота) – это одноцепочная молекула, которая служит для образования белка. РНК бывает 3 типов: иРНК, тРНК, рРНК. Но это уже описание биосинтеза белка.
Тенсегрити что это?
Тенсегрити – термин с богатой и обширной историей. Термин происходит от английского tensional integrity, примерный перевод: “целостность посредством растяжения”- фундаментальный принцип конструкции природы. Он был придуман Бакминстером Фуллером, иконоборческим архитектором, инженером и поэтом, чтобы описать свое видение архитектуры нового типа, которая выглядела так, как будто она была построена природой, а не людьми. Фуллер, похоже, был одержим идеей стабильности даже в детстве.
Почти слепой от рождения, он развил тактильное чувство геометрических форм, в частности треугольников и тетраэдров, что произвело на него впечатление наиболее устойчивых форм в природе.
В России подобные конструкции продвигал сразу после октябрьской революции петроградский художник — конструктивист Карл Иогансон (1890—1929). По-русски такие конструкции называются напряжённосвязанными. На второй выставке Общества в 1921 году Иогансон выставил «самонапряженные конструкции», которые предвосхитили идею tensegrity, разрабатывавшуюся с 1950-х гг.
Тенсегрити — принцип построения конструкций из стержней и тросов, в которых стержни работают на сжатие, а тросы — на растяжение. Структуры тенсегрити основаны на комбинации нескольких простых шаблонов проектирования: элементы нагружены либо в чистом сжатии, либо в чистом натяжении, что означает, что конструкция выйдет из строя только в том случае, если кабели разорвутся или стержни прогнутся.
Один и тот же набор ДНК содержится во всех клетках организма. Почему же клетки различаются?
Это очень интересный вопрос! Мне кажется, предыдущий ответ немножко сумбурный, поэтому отвечу.
Дело в том, что в нашем организме нет ни одной клетки, в которой работали бы все гены сразу. Во всех клетках нашего организма всегда работает некоторый процент от всего генома. Это – так называемые “гены домашнего хозяйства”. Они отвечают за самые важные и необходимые функции, вне зависимости от специализации и вида клетки. То есть это те гены, которые работают во всех клетках без исключения. А есть гены, которые работают только в одном типе клеток, например, в нейронах мозга. Эти гены занимают определённый процент во всём геноме. Есть гены, работающие только в эритроцитах. Например, зачем нейронам гемоглобин для переноса кислорода? В нейронах ген гемоглобина отключается, зато гемоглобин необходим эритроцитам, и там этот ген активно работает. Такие гены называются “luxury гены” или “гены роскоши”.
Таким образом, клетки отличаются друг от друга, несмотря на одинаковый геном, потому что в каждом типе клеток работает свой набор генов, а не весь геном целиком.
Прочитать ещё 1 ответ
Источник