Жаратылыстану факультеті
- лекция. Рибонуклеин қышқылдарының құрылымы, қызметі, түрлері
жүктеу/скачать 2,07 Mb.
|
МГҚА. 15 лекция.
Квант 1-4
| 5- лекция. Рибонуклеин қышқылдарының құрылымы, қызметі, түрлері.
Рибонуклеин қышқылдары (РНҚ). ДНҚ секілді, РНҚ-ның негізгі құрылымдық бірлігі — нуклеотид. РНҚ да төрт түрлі нуклеотидтен құралған. Алайда олардың бір-бірінен химиялық айырмашылықтары бар. Біріншіден, егep ДНҚ құрамындағы көмірсу дезоксирибоза болса, РНҚ-да — рибоза. Бұл екі түрлі көмірсу бір-біріне ұқсас, бірақ рибозада 2 көміртек атомына гидроксил тобы (ОН), ал дезоксирибозада - сутегі атомы (Н) жайғасқан. Рибонуклеотидтер тізбекке біріккен кезде 2— гидроксил тобы бос қалады, яғни РНҚ-ның химиялық тұрақтылығы ДНҚ-дан төмен. Екіншіден, РНҚ судағы ерітінділерде гидролизге тез ұшырайды. Сондықтан да генетикалық информацияны ұзақ уақыт сақтауға ДНҚ бейім болып келеді. РНҚ-ның осындай айырмашылықтары оны зертханада зерттеуде қиындық тудырады, сол себептен РНҚ-ны зерттеу ДНҚ-ны зерттеуден кеш қалып отыр. ДНҚ мен РНҚ арасындағы екінші химиялық айырмашылық — олардың төрт азотты негіздерінің біреуі өзгеше болады: РНҚ-ның құрамына ДНҚ-дағы тиминнің орнына соған химиялық жағынан жақын урацил азоттық негіз кіреді, ал қалған үш негіз ДНҚ құрамындағыдай. Тимин сияқты урацил тек аденинге ғана комплементарлы (U—А). Үшіншіден, құрылымы жағынан РНҚ негізінен жалғыз тізбектен құралған және ол тек жасуша ядросыңда ғана емес, сондай-ақ цитоплазмада да кездеседі. РНҚ-ның үш негізгі түрі бар: 1) информациялық (ақпар-хабаршы, матрицалық) РНҚ (мРНҚ); 2) тасымалдаушы РНҚ (тРНҚ); 3) рибосомалық РНҚ (рРНҚ). Үшеуі де тікелей ДНҚ-да синтезделеді. Информациялық (матрицалық) РНҚ жасушадағы барлық РНҚ-ның 3—5%-ын құрайды. Оның ДНҚ-да синтезделу процесі транскрипция деп аталады. Жаңадан синтезделіп жатқан иРНҚ нуклеотидтері ДНҚ нуклеотидтеріне комплементарлық ережеге сәйкес қосылады, ал процесс РНҚ-полимераза ферментінің қатысуымен өтеді. Информациялық РНҚ-ның ең қысқа молекуласы шамамен 300 нуклеотидтен құралған. Оның басым көпшілігі жасушада аз ғана уақыт, мысалы, бактерияда — бірнеше минут, сүтқоректілердің эритроциттерінде бірнеше күн сақталады (гемоглобин синтезі ядро жойылғаннан кейін де жүреді). Рибосомалық РНҚ. Бұл РНҚ жасушадағы барлық РНҚ-ның 80%-ын құрайды. Рибосомалық РНҚ-ны кейбір хромосомалардың ядролық ұйымдастырушы бөліктерінде орналасқан ерекше гендер анықтайды. РНҚ-ның бұл түрі цитоплазмада орналасқан, мұнда ол Ақуыз молекуласымен байланысып рибосома түзеді. Рибосома массасының 60%-ы рРНҚ-дан тұрады. Негіздердің рРНҚ-да тізбектеліп орналасу қатары барлық организмдерде (бактериядан бастап жоғары сатыдағы жануарларға дейін) ұқсас. Тасымалдаушы РНҚ. Бұл РНҚ-ның бар екенін алғаш рет Ф. Крик жорамалдаған болатын, ал жорамалдың дұрыс екенін 1955 ж. Хогленд дәлелдеді. Тасымалдаушы РНҚ молекуласы үлкен емес: ұзындығы 73—93 нуклеотидтен тұрады (~5 нм). Ол иРНҚ — мен қатар Ақуыз синтезіне қатысады: рибосомаға амин қышқылдарын тасымалдайды. Әрбір амин қышқылының өзіне тән тРНҚ-сы бар. Бірқатар амин қышқылдары үшін бірден көп тРНҚ-лар ашылды. Қазіргі кезде алпыстан астам тРНҚ түрі белгілі, олардың бірінші реттік құрылымы жағынан өзара айырмашылықтары бар. Тасымалдаушы РНҚ-ның екінші құрылымы беде (жоңышқа) жапырағына ұқсас (4-сурет). Бір-бірімен комплементарлы молекулалар бөлігі «сабақ» түзеді, ал бір тізбекті бөліктері тұзақ құрылымға ұқсайды. Қышқыл молекуласының 5'— ұшында әрқашанда гуанин (G), ал 3'— ұшында — CCA және 3'— гидроксил (—ОН) тобы болады. Амин қышқылы 3'— ұшына қосылады. Басқа бөліктердегі нуклеотидтер тізбегі әр қилы өзгерісте болуы мүмкін. Ортаңғы тұзақтың басында тРНҚ-ның ерекще бөлігі - антикодон, яғни үш негізден құралған триплет орналасады. Әр түрлі амин қышқылының тРНҚ-лары осы бөлігі бойынша әрқашанда айырмашылығы болады. Тасымалдаушы РНҚ-ның құрамдық бөлігі болып әдеттегі төрт — A, C, G және U негіздері ғана емес, сонымен қатар біршама ерекше (минорлы) негіздер де саналады. Мысалы, ашытқы фенилаланині тРНҚ-сының минорлы негіздеріне псевдоуридин (Ψ)), дигидроуридин (D) негіздері жатады. Бұдан басқа тРНҚ-ның кейбір негіздерінде сутегінің бір немесе екі атомы метиль (СНз) тобымен алмасқан; метилденген немесе диметилденген негіздер m немесе m2 символдарына сәйкестеліп белгіленеді. Әрбір тРНҚ өз антикодонына сай келетін амин қышқылын ғана қоса алады. Амин қышқылы өзінің ерекше тРНҚ-ларының біріне аминоацил - тРНҚ - синтетаза ферментінің әрекеті арқылы жалғанады. Нәтижесінде амин қышқылының тРНҚ мен кешені, яғни аминоацил-тРНҚ түзіледі, мұндағы CCA триплетіндегі соңғы А нуклеотид пен амин қышқылының арасындағы байланыс энергиясы кейін көрші амин қышқылының карбоксил тобымен пептидтік байланыс түзе алуына жеткілікті болады. жүктеу/скачать 2,07 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|