IRNA, tRNA, RRNA - гурван үндсэн нуклейн хүчлийн харилцан үйлчлэл, бүтцийг цитологи гэх мэт шинжлэх ухаан гэж үздэг. Энэ нь эсэд тээвэрлэх рибонуклеины хүчил (tRNA) ямар үүрэгтэй болохыг олж мэдэхэд тусална. Энэ маш жижиг, гэхдээ маргашгүй чухал молекул нь бие махбодийг бүрдүүлдэг уурагуудыг нэгтгэх үйл явцад оролцдог.
ТРНХ ямар бүтэцтэй вэ? Энэ бодисыг "дотоод талаас нь авч үзэх", түүний биохими, биологийн үүргийг олж мэдэх нь маш сонирхолтой юм. Мөн тРНХ-ийн бүтэц, уургийн нийлэгжилтэд гүйцэтгэх үүрэг нь хоорондоо хэрхэн холбоотой вэ?
tRNA гэж юу вэ, яаж ажилладаг вэ?
Тээвэрлэх рибонуклеины хүчил нь шинэ уураг үүсгэхэд оролцдог. Бүх рибонуклеин хүчлүүдийн бараг 10% нь тээвэрлэлт юм. Молекул ямар химийн элементүүдээс бүрддэгийг тодорхой болгохын тулд бид тРНХ-ийн хоёрдогч бүтцийн бүтцийг тайлбарлах болно. Хоёрдогч бүтэц нь элементүүдийн хоорондох бүх үндсэн химийн холбоог авч үздэг.
Энэ бол полинуклеотидын гинжин хэлхээнээс тогтсон макромолекул юм. Түүний доторх азотын суурь нь устөрөгчийн холбоогоор холбогддог. ДНХ-ийн нэгэн адил РНХ нь 4 азотын суурьтай байдаг: аденин,цитозин, гуанин, урацил. Эдгээр нэгдлүүдэд аденин нь урацилтай, гуанин нь цитозинтэй үргэлж холбоотой байдаг.
Нуклеотид яагаад рибо- угтвартай байдаг вэ? Энгийнээр хэлэхэд, нуклеотидын сууринд пентозын оронд рибоз агуулсан бүх шугаман полимерүүдийг рибонуклеин гэж нэрлэдэг. Мөн дамжуулах РНХ нь яг ийм рибонуклеин полимерийн 3 төрлийн нэг юм.
tRNA-ийн бүтэц: биохими
Молекулын бүтцийн хамгийн гүн давхаргыг харцгаая. Эдгээр нуклеотидууд нь 3 бүрэлдэхүүн хэсэгтэй:
- Сахароз, рибоз нь бүх төрлийн РНХ-д оролцдог.
- Фосфорын хүчил.
- Азотын суурь. Эдгээр нь пурин ба пиримидин юм.
Азотын суурь нь хүчтэй холбоогоор холбогддог. Суурийг пурин, пиримидин гэж хуваадаг заншилтай.
Пурин нь аденин ба гуанин юм. Аденин нь хоорондоо холбогдсон 2 цагираг бүхий аденил нуклеотидтэй тохирч байна. Мөн гуанин нь ижил "ганц цагираг" гуанин нуклеотидтэй тохирч байна.
Пирамидин нь цитозин ба урацил юм. Пиримидин нь нэг цагираг хэлбэртэй байдаг. РНХ-д тимин байдаггүй, учир нь энэ нь урацил гэх мэт элементээр солигддог. Үүнийг тРНХ-ийн бусад бүтцийн онцлогуудыг харахаас өмнө ойлгох нь чухал.
РНХ-ийн төрөл
Таны харж байгаагаар TRNA-ийн бүтцийг товч тайлбарлах боломжгүй. Молекулын зорилго, түүний жинхэнэ бүтцийг ойлгохын тулд биохимийн шинжлэх ухааныг судлах хэрэгтэй. Өөр ямар рибосомын нуклеотидыг мэддэг вэ? Мөн матриц буюу мэдээллийн болон рибосомын нуклейн хүчлүүд байдаг. РНХ ба РНХ гэж товчилсон. Бүгд 3молекулууд эсийн дотор бие биетэйгээ нягт уялдаатай ажилладаг тул бие нь зөв бүтэцтэй уургийн бөмбөлөгүүдийг хүлээн авдаг.
Нэг полимерийн ажлыг өөр 2 полимерын тусламжгүйгээр төсөөлөхийн аргагүй. Рибосомын ажилтай шууд холбоотой функцуудтай хамт авч үзвэл тРНХ-ийн бүтцийн онцлог илүү ойлгомжтой болдог.
IRNA, tRNA, RRNA-ийн бүтэц олон талаараа төстэй. Бүгд рибозын суурьтай. Гэсэн хэдий ч тэдгээрийн бүтэц, үүрэг нь өөр.
Нуклейн хүчлийн нээлт
Швейцарийн Иоганн Мишер 1868 онд эсийн цөмөөс макромолекулуудыг олсон ба хожим нь нуклейн гэж нэрлэгддэг. "Цөм" гэдэг нэр нь (цөм) - цөм гэсэн үгнээс гаралтай. Хэсэг хугацааны дараа цөмгүй нэг эст амьтдад эдгээр бодисууд бас байдаг нь тогтоогдсон. 20-р зууны дунд үед нуклейн хүчлийн нийлэгжилтийг нээснийхээ төлөө Нобелийн шагнал хүртжээ.
Уургийн нийлэгжилтэнд TRNA үүрэг гүйцэтгэдэг
Нэр нь өөрөө - дамжуулагч РНХ нь молекулын үндсэн үйл ажиллагааны тухай өгүүлдэг. Энэхүү нуклейн хүчил нь тодорхой уураг үүсгэхэд рибосомын РНХ-д шаардлагатай амин хүчлийг "авч ирдэг".
ТРНХ молекул цөөхөн үүрэг гүйцэтгэдэг. Эхнийх нь IRNA кодоныг таних, хоёрдахь үүрэг нь уургийн нийлэгжилтэнд зориулсан амин хүчлүүд болох барилгын блокуудыг хүргэх явдал юм. Зарим шинжээчид хүлээн авагчийн функцийг ялгадаг. Энэ нь ковалент зарчмын дагуу амин хүчлийг нэмэх явдал юм. Аминоцил-тРНХ синтатаза зэрэг фермент нь энэ амин хүчлийг "холбоход" тусалдаг.
ТРНХ-ийн бүтэц нь түүнтэй хэрхэн холбоотой вэфункцууд? Энэхүү тусгай рибонуклеины хүчил нь түүний нэг талд азотын суурь байхаар байрладаг бөгөөд тэдгээр нь үргэлж хос хосоороо холбогддог. Эдгээр нь бидний мэддэг элементүүд юм - A, U, C, G. Яг 3 "үсэг" буюу азотын суурь нь антикодоныг бүрдүүлдэг - кодонтой нөхөх зарчмын дагуу харилцан үйлчилдэг урвуу элементүүдийн багц.
tRNA-ийн энэхүү чухал бүтцийн онцлог нь загвар нуклейн хүчлийг тайлахад алдаа гарахгүй байх баталгаа болдог. Эцсийн эцэст одоогийн байдлаар хүний биед шаардлагатай уураг зөв нийлэгжсэн эсэх нь амин хүчлүүдийн яг дарааллаас хамаарна.
Барилгын онцлогууд
ТРНХ-ийн бүтцийн онцлог, биологийн үүрэг нь юу вэ? Энэ бол маш эртний бүтэц юм. Түүний хэмжээ нь хаа нэгтээ 73-93 нуклеотид юм. Бодисын молекул жин 25,000–30,000 байна.
Молекулын үндсэн 5 элементийг судалснаар тРНХ-ийн хоёрдогч бүтцийн бүтцийг задалж болно. Тэгэхээр энэхүү нуклейн хүчил нь дараах элементүүдээс бүрдэнэ:
- ферментийн контакт гогцоо;
- рибосомтой холбогдох гогцоо;
- антикодоны гогцоо;
- хүлээн авагчийн иш;
- анткодон өөрөө.
Мөн хоёрдогч бүтцэд жижиг хувьсагчийн гогцоо хуваарилна. Бүх төрлийн tRNA-ийн нэг мөр нь ижил байдаг - хоёр цитозины иш, нэг аденозины үлдэгдэл. Энэ газарт байгаа 20 амин хүчлийн 1-тэй нь холбогддог. Амин хүчил бүр нь тусдаа ферменттэй байдаг - өөрийн аминоацил-тРНХ.
Бүхний бүтцийг шифрлэдэг бүх мэдээлэлнуклейн хүчлүүд нь ДНХ-д өөрөө байдаг. Дэлхий дээрх бүх амьд амьтдын тРНХ-ийн бүтэц бараг ижил байдаг. Энэ нь 2 хэмжээстээр харахад навч шиг харагдах болно.
Гэхдээ эзлэхүүнээр нь харвал молекул нь L хэлбэрийн геометрийн бүтэцтэй төстэй. Үүнийг тРНХ-ийн гуравдагч бүтэц гэж үздэг. Гэхдээ суралцахад хялбар байхын тулд нүдээр "зайлуулах" заншилтай байдаг. Гуравдагч бүтэц нь хоёрдогч бүтцийн элементүүд буюу бие биенээ нөхдөг хэсгүүдийн харилцан үйлчлэлийн үр дүнд үүсдэг.
ТРНХ-ийн гар буюу цагиргууд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Жишээлбэл, нэг гар нь тодорхой ферменттэй химийн холбоо тогтооход шаардлагатай.
Нуклеотидын нэг онцлог шинж нь асар олон тооны нуклеозид агуулсан байдаг. Эдгээр жижиг нуклеозидын 60 гаруй төрөл байдаг.
tRNA-ийн бүтэц, амин хүчлүүдийн кодчилол
ТРНХ антикодон нь 3 молекулын урттай гэдгийг бид мэднэ. Антикодон бүр нь тодорхой, "хувийн" амин хүчилтэй тохирдог. Энэхүү амин хүчил нь тусгай ферментийн тусламжтайгаар тРНХ молекултай холбогддог. 2 амин хүчил нийлмэгц тРНХ-ийн холбоо тасардаг. Бүх химийн нэгдлүүд болон ферментүүд шаардлагатай хугацаа хүртэл шаардлагатай байдаг. Ийм байдлаар тРНХ-ийн бүтэц, үйл ажиллагаа хоорондоо холбоотой байдаг.
Эсэнд 61 төрлийн ийм молекул байдаг. Математикийн 64 хувилбар байж болно. Гэхдээ IRNA-д яг ийм тооны зогсолт кодонд антикодон байдаггүй учир 3 төрлийн тРНХ байхгүй байна.
IRNA болон TRNA-ийн харилцан үйлчлэл
Бодисын MRNA болон RRNA-тай харилцан үйлчлэлцэх, мөн TRNA-ийн бүтцийн онцлогийг авч үзье. Бүтэц ба зорилгомакромолекулууд хоорондоо холбоотой.
IRNA-ийн бүтэц нь ДНХ-ийн тусдаа хэсгээс мэдээллийг хуулдаг. ДНХ өөрөө хэтэрхий том молекулуудын холбоо бөгөөд хэзээ ч цөмөөс гардаггүй. Тиймээс мэдээллийн чанартай зуучлагч РНХ шаардлагатай.
РНХ-ээр хуулсан молекулуудын дараалалд үндэслэн рибосом нь уураг үүсгэдэг. Рибосом нь тусдаа полинуклеотидын бүтэц бөгөөд түүний бүтцийг тайлбарлах шаардлагатай.
Рибосомын тРНХ-ийн харилцан үйлчлэл
Рибосомын РНХ нь асар том эрхтэн юм. Түүний молекул жин нь 1,000,000 - 1,500,000. РНХ-ийн нийт хэмжээний бараг 80% нь рибосомын нуклеотид юм.
Энэ нь IRNA-ийн гинжийг барьж аваад тРНХ молекулуудыг авчрах антикодонуудыг хүлээж байдаг. Рибосомын РНХ нь жижиг, том гэсэн 2 дэд нэгжээс бүрдэнэ.
Рибосомыг "үйлдвэр" гэж нэрлэдэг, учир нь энэ эрхтэнд өдөр тутмын амьдралд шаардлагатай бүх бодисын нийлэгжилт явагддаг. Энэ нь бас маш эртний эсийн бүтэц юм.
Рибосомд уургийн нийлэгжилт хэрхэн явагддаг вэ?
тРНХ-ийн бүтэц, уургийн нийлэгжилтэнд гүйцэтгэх үүрэг нь хоорондоо холбоотой. Рибонуклеины хүчлийн аль нэг талд байрлах антикодон нь үндсэн функц болох амин хүчлийг рибосом руу хүргэх, уураг аажмаар жигдрүүлэхэд тохиромжтой. Үндсэндээ TRNA нь зуучлагчийн үүрэг гүйцэтгэдэг. Түүний даалгавар бол зөвхөн шаардлагатай амин хүчлийг авчрах явдал юм.
IRNA-ийн нэг хэсгээс мэдээлэл уншихад рибосом гинжин хэлхээний дагуу цааш хөдөлдөг. Матриц нь зөвхөн дамжуулахад хэрэгтэйнэг уургийн тохиргоо, үйл ажиллагааны талаарх кодлогдсон мэдээлэл. Дараа нь өөр тРНХ азотын суурьтай рибосом руу ойртоно. Энэ нь мөн RNC-ийн дараагийн хэсгийг тайлдаг.
Код тайлах нь дараах байдлаар явагдана. Азотын суурь нь ДНХ-ийн нэгэн адил нэмэлт байх зарчмын дагуу нэгддэг. Үүний дагуу TRNA нь амин хүчлийг хаашаа "бүхэх" болон аль "ангар" руу илгээхийг хардаг.
Дараа нь рибосомд ийм аргаар сонгогдсон амин хүчлүүд химийн хувьд холбогдож, алхам алхмаар шинэ шугаман макромолекул үүсэх ба нийлэгжилт дууссаны дараа бөмбөрцөг (бөмбөлөг) болж мушгина. Ашигласан тРНХ болон IRNA нь үүргээ гүйцэтгэсний дараа уургийн "үйлдвэрээс" хасагдана.
Кодоны эхний хэсэг нь антикодонтой холбогдох үед унших хүрээ тодорхойлогдоно. Дараа нь, хэрэв ямар нэг шалтгаанаар хүрээ шилжилт хийвэл уургийн зарим шинж тэмдэг няцаагдах болно. Рибосом энэ үйл явцад хөндлөнгөөс оролцож, асуудлыг шийдэж чадахгүй. Процесс дууссаны дараа л 2 рРНХ дэд нэгжийг дахин нэгтгэнэ. Дунджаар 104амин хүчил тутамд 1 алдаа гардаг. Аль хэдийн угсарсан 25 уураг тутамд дор хаяж 1 хуулбарлах алдаа гарна.
TRNA реликт молекулууд
Дэлхий дээр амьдрал үүссэн үед тРНХ оршин байсан байж магадгүй тул үүнийг реликт молекул гэж нэрлэдэг. РНХ нь ДНХ-ээс өмнө байсан, дараа нь үүссэн анхны бүтэц гэж үздэг. РНХ-ийн дэлхийн таамаглалыг 1986 онд шагналт Уолтер Гилберт боловсруулсан. Гэсэн хэдий ч нотлохын тулдхэцүү хэвээрээ л байна. Онол нь тодорхой баримтаар хамгаалагдсан - тРНХ молекулууд нь мэдээллийн блокуудыг хадгалах чадвартай бөгөөд энэ мэдээллийг ямар нэгэн байдлаар хэрэгжүүлдэг, өөрөөр хэлбэл ажил хийдэг.
Гэхдээ онолыг эсэргүүцэгчид бодисын богино наслалт нь тРНХ нь аливаа биологийн мэдээллийг сайн зөөвөрлөгч гэдгийг баталж чадахгүй гэж маргадаг. Эдгээр нуклеотидууд хурдан задардаг. Хүний эс дэх тРНХ-ийн амьдрах хугацаа хэдэн минутаас хэдэн цаг хүртэл байдаг. Зарим зүйл нэг өдөр хүртэл үргэлжилж болно. Хэрэв бид бактери дахь ижил нуклеотидын тухай ярих юм бол нэр томъёо нь хамаагүй богино байдаг - хэдэн цаг хүртэл. Түүнчлэн тРНХ-ийн бүтэц, үйл ажиллагаа нь молекул нь дэлхийн шим мандлын анхдагч элемент болоход хэтэрхий төвөгтэй байдаг.
