РНХ нь эсийн молекул генетикийн механизмын чухал бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Рибонуклеины хүчлийн агууламж нь түүний хуурай жингийн хэдхэн хувийг эзэлдэг бөгөөд үүний 3-5 орчим хувь нь уургийн нийлэгжилтэнд шууд оролцдог элч РНХ (мРНХ)-д ногдож, геномыг хэрэгжүүлэхэд хувь нэмэр оруулдаг.
МРНХ молекул нь генээс уншиж буй уургийн амин хүчлийн дарааллыг кодлодог. Тиймээс матрицын рибонуклеины хүчлийг мэдээллийн (mRNA) гэж нэрлэдэг.
Ерөнхий шинж чанарууд
Бүх рибонуклеины хүчлүүдийн нэгэн адил элч РНХ нь фосфодиэстерийн холбоогоор хоорондоо холбогдсон рибонуклеотидын (аденин, гуанин, цитозин, урацил) гинж юм. Ихэнхдээ мРНХ нь зөвхөн анхдагч бүтэцтэй байдаг ч зарим тохиолдолд хоёрдогч бүтэцтэй байдаг.
Эсэд хэдэн арван мянган мРНХ байдаг бөгөөд тэдгээр нь тус бүр нь ДНХ-ийн тодорхой хэсэгт тохирох 10-15 молекулаар илэрхийлэгддэг. мРНХ нь нэг буюу хэд хэдэн бүтцийн талаархи мэдээллийг агуулдагбактери) уураг. Амин хүчлийн дарааллыг мРНХ молекулын кодлох бүсийн гурвалсан хэлбэрээр үзүүлэв.
Биологийн үүрэг
Элч РНХ-ийн гол үүрэг нь генетикийн мэдээллийг ДНХ-ээс уургийн нийлэгжилтийн газар руу шилжүүлэх замаар хэрэгжүүлэх явдал юм. Энэ тохиолдолд мРНХ хоёр үүрэг гүйцэтгэдэг:
- транскрипц хийх явцад явагддаг геномоос уургийн анхдагч бүтцийн талаарх мэдээллийг дахин бичдэг;
- уураг нийлэгжүүлэх аппараттай (рибосомууд) амин хүчлийн дарааллыг тодорхойлдог семантик матриц хэлбэрээр харилцан үйлчилдэг.
Үнэндээ транскрипци гэдэг нь РНХ-ийн нийлэгжилт бөгөөд үүнд ДНХ загвар үүрэг гүйцэтгэдэг. Гэхдээ зөвхөн элч РНХ-ийн хувьд энэ процесс нь генээс уургийн талаарх мэдээллийг дахин бичих ач холбогдолтой.
Энэ нь генотипээс фенотип (ДНХ-РНХ-уураг) руу шилжих гол зуучлагч нь мРНХ юм.
Эс дэх мРНХ-ийн амьдрах хугацаа
Messenger RNA нь эсэд маш богино хугацаанд амьдардаг. Нэг молекулын оршин тогтнох хугацаа нь хоёр үзүүлэлтээр тодорхойлогддог:
- Функциональ хагас задралын хугацаа нь мРНХ-ийн загвар болох чадвараар тодорхойлогддог бөгөөд нэг молекулд нийлэгжсэн уургийн хэмжээг бууруулах замаар хэмжигддэг. Прокариотуудад энэ үзүүлэлт ойролцоогоор 2 минут байна. Энэ хугацаанд нийлэгжүүлсэн уургийн хэмжээ хоёр дахин буурдаг.
- Химийн хагас задралын хугацаа нь эрлийзжих чадвартай элч РНХ молекулуудын бууралтаар тодорхойлогддог.(нэмэлт нэгдэл) анхдагч бүтцийн бүрэн бүтэн байдлыг тодорхойлдог ДНХ-тэй.
Химийн хагас задралын хугацаа нь ихэвчлэн үйл ажиллагааны хагас задралын хугацаанаас урт байдаг, учир нь молекулын бага зэрэг задрал (жишээлбэл, рибонуклеотидын гинжин хэлхээнд нэг удаа тасрах) нь ДНХ-тэй эрлийзжихээс хараахан сэргийлж чадахгүй, харин уураг үүсэхээс аль хэдийн сэргийлдэг. синтез.
Хагас задралын хугацаа нь статистик ойлголт тул тодорхой РНХ молекул оршин тогтнох нь энэ утгаас хамаагүй өндөр эсвэл бага байж болно. Үүний үр дүнд зарим мРНХ нь хэд хэдэн удаа орчуулагдах хугацаатай байдаг бол зарим нь нэг уургийн молекулын нийлэгжилт дуусаагүй байхад доройтдог.
Эукариот мРНХ нь задралын хувьд прокариотуудаас хамаагүй тогтвортой байдаг (хагас задралын хугацаа 6 цаг орчим). Ийм учраас тэдгээрийг эсээс бүрэн тусгаарлахад илүү хялбар байдаг.
мРНХ-ийн бүтэц
Мессенжер РНХ-ийн нуклеотидын дараалалд уургийн анхдагч бүтэц кодлогдсон орчуулагдсан бүсүүд болон прокариот ба эукариотуудад өөр өөр бүтэцтэй мэдээлэлгүй бүсүүд орно.
Кодчлох муж нь эхлэл кодоноор (AUG) эхэлж, төгсгөлийн кодонуудын аль нэгээр (UAG, UGA, UAA) төгсдөг. Элчийн РНХ нь эсийн төрлөөс хамааран (цөмийн эсвэл прокариот) нэг буюу хэд хэдэн орчуулгын бүсийг агуулж болно. Эхний тохиолдолд энэ нь моноцистрон, хоёр дахь нь - полицистрон гэж нэрлэгддэг. Сүүлийнх нь зөвхөн нян ба архейн шинж чанартай.
Прокариотуудын мРНХ-ийн бүтэц, үйл ажиллагааны онцлог
Прокариот дахь транскрипцийн процессба орчуулгууд нэгэн зэрэг явагддаг тул элч РНХ нь зөвхөн анхдагч бүтэцтэй байдаг. Яг л эукариотуудын нэгэн адил энэ нь мэдээллийн болон кодлогдоогүй бүс нутгийг агуулсан рибонуклеотидын шугаман дараалалаар илэрхийлэгддэг.
Бактери ба археагийн ихэнх мРНХ нь полицистрон хэлбэртэй (хэд хэдэн кодлох бүсийг агуулдаг) бөгөөд энэ нь опероны бүтэцтэй прокариот геномын зохион байгуулалтын онцлогтой холбоотой юм. Энэ нь хэд хэдэн уургийн тухай мэдээллийг нэг ДНХ транскриптонд кодлодог бөгөөд дараа нь РНХ руу шилждэг гэсэн үг юм. Мессенжер РНХ-ийн багахан хэсэг нь моноцистрон юм.
Бактерийн мРНХ-ийн орчуулагдаагүй бүсүүдийг дараах байдлаар төлөөлдөг:
- тэргүүлэгчийн дараалал (5` төгсгөлд байрладаг);
- чиргүүлийн (эсвэл төгсгөлийн) дараалал (3` төгсгөлд байрладаг);
- орчуулагдаагүй intercistronic regions (spacers) - полицистрон РНХ-ийн кодлох бүсүүдийн хооронд байрладаг.
Цистрон хоорондын дарааллын урт нь 1-2-оос 30 нуклеотид хүртэл байж болно.
Эукариот мРНХ
Эукариот мРНХ нь ямагт моноцистрон шинж чанартай бөгөөд кодлогддоггүй илүү нарийн төвөгтэй бүс нутгийг агуулдаг бөгөөд үүнд:
- cap;
- 5`-орчуулаагүй хэсэг (5`NTR);
- 3`-орчуулаагүй хэсэг (3`NTR);
- полиаденил сүүл.
Эукариотуудын элч РНХ-ийн ерөнхий бүтцийг дараах байдлаар илэрхийлж болно. Дараах элементүүдийн дараалал бүхий схемүүд: cap, 5`-UTR, AUG, орчуулсан бүс, зогсоох кодон, 3`UTR, poly-A-tail.
Эукариотуудад транскрипц болон орчуулгын үйл явц нь цаг хугацаа, орон зайн аль алинд нь хуваагддаг. Элч РНХ нь боловсорч гүйцсэн үед малгай, полиаденил сүүлийг олж авдаг бөгөөд үүнийг боловсруулалт гэж нэрлэдэг бөгөөд дараа нь цөмөөс рибосомууд төвлөрсөн цитоплазм руу шилждэг. Боловсруулалт нь эукариот геномоос РНХ руу шилждэг интроныг мөн тасалдаг.
Рибонуклеины хүчлүүд нийлэгждэг газар
Бүх төрлийн РНХ нь ДНХ дээр суурилсан тусгай ферментээр (РНХ полимеразууд) нийлэгждэг. Үүний дагуу прокариот ба эукариот эсүүдэд энэ үйл явцын нутагшуулалт өөр байна.
Эукариотуудад ДНХ хроматин хэлбэрээр төвлөрсөн цөм доторх транскрипц явагддаг. Үүний зэрэгцээ пре-мРНХ нь эхлээд нийлэгжиж, хэд хэдэн өөрчлөлтөд ордог бөгөөд үүний дараа л цитоплазм руу шилждэг.
Прокариотуудад рибонуклеины хүчлүүд нийлэгждэг газар нь цитоплазмын нуклеоидтой хиллэдэг хэсэг юм. РНХ нийлэгжүүлэгч ферментүүд нь нянгийн хроматины цөөрсөн гогцоотой харилцан үйлчилдэг.
Транскрипцийн механизм
Элч РНХ-ийн нийлэгжилт нь нуклейн хүчлүүдийг нөхөх зарчимд суурилдаг бөгөөд рибонуклеозид трифосфатуудын хоорондох фосфодиэфирийн холбоог таслах процессыг идэвхжүүлдэг РНХ полимеразуудаар явагддаг.
Прокариотуудад мРНХ нь бусад зүйлийн нэгэн адил ферментээр нийлэгддэг.рибонуклеотидууд ба эукариотуудад РНХ полимераза II.
Транскрипци нь эхлэл, сунгалт, төгсгөл гэсэн 3 үе шатыг агуулдаг. Эхний үе шатанд полимераз нь кодчиллын дарааллын өмнөх тусгай сайт болох промотерт наалддаг. Сунгах үе шатанд фермент нь загвар ДНХ-ийн гинжтэй нэмэлт харилцан үйлчилдэг нуклеотидуудыг гинжин хэлхээнд нэмж, РНХ-ийн гинжийг үүсгэдэг.
