tRNA의 기능 영역. tRNA의 구조와 기능, 아미노산 활성화의 특징

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tRNA의 기능은 아미노산을 세포질에서 단백질 합성이 일어나는 리보솜으로 전달하는 것입니다.
하나의 아미노산에 결합하는 tRNA를 이소수용체(isoacceptor)라고 합니다.
총 64개의 서로 다른 tRNA가 한 세포에 동시에 존재합니다.
각 tRNA는 자신의 코돈과만 쌍을 이룹니다.
각 tRNA는 아미노산의 개입 없이 자신의 코돈을 인식합니다. tRNA에 결합된 아미노산을 화학적으로 변형시킨 후 변형된 아미노산을 포함하는 생성된 폴리펩티드를 분석하였다. Cysteinyl-tRNACys(R=CH2-SH)는 alanyl-tRNACys(R=CH3)로 환원되었습니다.
대부분의 tRNA는 염기서열에 관계없이 3개의 머리핀이 있기 때문에 클로버잎 모양의 2차 구조를 가지고 있습니다.

tRNA의 구조적 특징

분자의 3" 말단에는 항상 4개의 짝을 이루지 않은 뉴클레오티드가 있으며 그 중 3개는 반드시 CCA입니다. RNA 사슬의 5" 및 3" 말단은 수용체 줄기를 형성합니다. 사슬은 7개의 뉴클레오타이드 5" - 3" 근처에 위치한 7개의 뉴클레오타이드로 끝납니다. 2. 모든 분자에는 T? C 헤어핀이 있으며, 리보티미딘(T)과 슈도우리딘(? 헤어핀은 이중 구조로 구성되어 있습니다. -G-C 쌍을 포함하여 5개 쌍의 염기로 구성된 가닥 줄기와 7개 뉴클레오티드 길이의 루프.
루프의 같은 지점에서. 3. 안티코돈 머리핀에서 줄기는 항상 한 쌍의 가족으로 표시됩니다.
근거. 관련 코돈에 상보적인 삼중항인 안티코돈은 루프에 있습니다.
le는 7개의 뉴클레오티드로 구성됩니다. 불변의 우라-
cyl 및 변형된 시토신 및 변형된 퓨린은 일반적으로 3" 말단에 인접합니다.
아데닌. 4. 또 다른 머리핀은 3~4쌍의 뉴클레오티드 길이의 줄기와 가변 루프로 구성됩니다.
크기, 종종 환원된 형태의 우라실 함유 - 디하이드로우라실(DU). 줄기의 염기서열, 안티코돈 줄기와 T?C 줄기(가변 루프) 사이의 염기 수, 루프의 크기 및 DU 루프에서 디하이드로우라실 잔기의 위치가 가장 크게 다릅니다.
[가수, 1998].

tRNA의 3차 구조

L자형 구조.

tRNA에 아미노산 부착

아미노산이 폴리펩타이드 사슬을 형성하기 위해서는 아미노아실-tRNA 합성효소에 의해 tRNA에 부착되어야 합니다. 이 효소는 ATP의 참여로 tRNA의 3' 말단에 있는 아미노산 카르복실기와 리보스 히드록실기 사이에 공유결합을 형성한다. 아미노아실-tRNA 합성효소는 tRNA에 안티코돈이 있어서가 아니라 tRNA에 특정 인식 부위가 있기 때문에 특정 코돈을 인식합니다.
전체적으로 세포에는 21개의 서로 다른 아미노아실-tRNA 합성효소가 있습니다.
가입은 두 단계로 이루어집니다.
1. 아미노산의 카르복실기는 ATP α-인산에 부착된다. 생성된 불안정한 아미노아실 아데닐레이트는 효소에 결합하여 안정화됩니다.
2. 아미노아실아데닐산의 아미노아실기가 tRNA 말단 리보오스의 2' 또는 3'-OH기로 전이
일부 아미노아실-tRNA 합성효소는 단일 폴리펩타이드 사슬로 구성되는 반면, 다른 것들은 각각 분자량이 35~115kDa인 2개 또는 4개의 동일한 사슬로 구성됩니다. 일부 이량체 및 사량체 효소는 두 가지 유형의 소단위로 구성됩니다. 효소 분자의 크기나 소단위 구조와 특이성 사이에는 명확한 상관관계가 없습니다.
효소의 특이성은 tRNA의 수용체 말단, DU 영역 및 가변 루프에 대한 강한 결합에 의해 결정됩니다. 일부 효소는 안티코돈 삼중항을 인식하지 못하는 것으로 보이며 안티코돈이 변경된 경우에도 아미노아세틸화 반응을 촉매합니다. 그러나 일부 효소는 이러한 변형된 tRNA와 관련하여 활성이 감소하고 안티코돈을 대체할 때 잘못된 아미노산을 추가합니다.

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tRNA 결합 메티오닌 tRNAFMet 및 tRNAMMet은 원핵생물에서, tRNAIMet 및 tRNAMMet은 진핵생물에서 2가지 유형이 있습니다. 메티오닌은 적절한 아미노아실-tRNA 합성을 사용하여 각 tRNA에 추가됩니다. tRNAFMet 및 tRNAIMet에 부착된 메티오닌은 효소 메티오닐-tRNA-변환효소에 의해 Fmet-tRNAFMet으로 형성됩니다. 포르밀메티오닌이 로딩된 tRNA는 개시 코돈 AUG를 인식합니다.

문학:

불행히도 참고 문헌이 없습니다.

교과서. tRNA가 훨씬 더 작다는 사실에도 불구하고, 그 구조, 특징 및 기능에 대한 이야기는 별도의 장이 필요합니다.

따라서 tRNA는 한쪽 끝에 있는 세 글자의 유전 암호를 인식하여 tRNA의 다른 쪽 끝에 고정된 유일한 해당 아미노산과 일치시키는 "어댑터"입니다. 전령 RNA와 접촉하는 전달 RNA의 말단에는 3개의 뉴클레오타이드가 형성되어 있습니다. 안티코돈. 안티코돈이 mRNA 영역에 상보적인 경우에만 전달 RNA가 결합할 수 있습니다. 그러나 이 경우에도 tRNA는 자체적으로 mRNA에 결합할 수 없으며 상호작용 부위인 리보솜과 번역에 능동적인 참여자의 도움이 필요합니다. 예를 들어, tRNA가 가져온 아미노산 사이에 결합을 만들어 단백질 사슬을 형성하는 것은 리보솜입니다.

tRNA의 구조적 특징은 유전암호, 즉 전달 RNA가 읽는 유전자에 따라 단백질을 구성하는 규칙에 의해 결정됩니다. 이 코드는 지구상의 모든 생물에서 작동합니다. 바이러스 생성은 돌고래의 "조립 지침"을 작성하는 데 사용되는 것과 동일한 3자리 코돈으로 작성됩니다. 한 생물체의 유전자가 다른 생물체의 세포에 삽입되면 완벽하게 복제되어 숙주의 세포에서 번식하는 유전자와 구별할 수 없는 단백질로 번역된다는 것이 실험적으로 확인되었습니다. 유전자 코드의 균일성은 신체에서 생산할 수 없거나 충분히 생산할 수 없는 사람들을 위한 약물로 사용되는 인슐린 및 기타 많은 인간 효소의 집락에 의한 변형 대장균 생산의 기초입니다. 인간과 E. coli의 명백한 차이점에도 불구하고 인간 단백질은 E. coli 복사기를 사용하여 인간 청사진에서 쉽게 생성됩니다. 당연히 다른 생물의 전달 RNA는 거의 다릅니다.

3개를 제외한 이 목록의 각 코돈 정지 코돈, 번역 완료 신호는 전달 RNA에 의해 인식되어야 합니다. 목록에서 하나의 코돈에만 결합할 수 있는 메신저 RNA에 안티코돈을 붙여서 인식하므로 tRNA는 하나의 코돈만 인식할 수 있다. 이것은 세포에 적어도 61가지 유형의 이러한 분자가 있음을 의미합니다. 사실, 메신저 RNA를 읽는 일부 상황에서는 올바른 안티코돈을 갖는 것만으로는 충분하지 않기 때문에 훨씬 더 많습니다. 특수 변형 tRNA가 생성되는 다른 조건이 필요합니다.

언뜻보기에 이러한 다양한 tRNA는 번역 과정을 상당히 복잡하게 만듭니다. 결국, 이러한 각 분자는 리보솜으로 대체된 매트릭스 RNA 코돈이 안티코돈을 준수하는지 확인합니다. 너무 많은 무의미한 기계적 작업 , 너무 많은 시간과 에너지를 낭비했습니다. 그러나 진화의 결과로 이 문제를 방지하는 세포 메커니즘도 형성되었습니다. 예를 들어, 세포에서 각 종의 tRNA의 양은 해당 종의 운반 아미노산이 구축되는 단백질에서 얼마나 자주 발견되는지에 해당합니다. 세포에서 거의 사용하지 않는 아미노산도 있고 자주 사용하는 아미노산도 있는데, 이를 운반하는 tRNA의 수가 같으면 단백질의 조립이 크게 복잡해집니다. 따라서 세포에는 "희귀한" 아미노산과 이에 상응하는 tRNA가 거의 없지만 자주 발생하는 아미노산은 대량으로 생산됩니다.

이러한 다양한 tRNA 분자는 모두 매우 유사하므로 구조와 기능을 고려하여 모든 종에 공통적인 특징을 주로 연구합니다. tRNA의 3D 레이아웃을 보면 촘촘한 원자 더미처럼 보입니다. 이 복잡하게 꼬인 분자가 긴 뉴클레오티드 사슬이 접힌 결과라는 것이 믿기지 않지만 그것이 형성되는 방식입니다.

이 전달 RNA에 대한 정보를 포함하는 유전자에 따라 RNA 중합효소에 의한 뉴클레오티드 서열의 편집부터 시작하여 형성 단계를 추적하는 것이 가능합니다. 이 뉴클레오티드가 서로 뒤따르는 순서와 그 번호를 tRNA의 기본 구조. RNA 중합효소가 읽어내는 유전자에 암호화되어 있는 것이 tRNA의 1차 구조임이 밝혀졌다. 일반적으로 1차 구조는 동일한 유형의 비교적 단순한 분자의 시퀀스이며, 그 중 더 복잡하고 접힌 폴리머 분자가 구성됩니다. 예를 들어, 단백질 분자의 1차 구조는 구성 아미노산의 단순한 서열입니다.

어떤 뉴클레오티드 사슬도 세포에서 펼쳐진 상태가 될 수 없으며 단순히 한 줄로 늘어납니다. 뉴클레오티드의 가장자리에 너무 많은 양전하와 음전하를 띤 부분이 있어 서로 쉽게 수소 결합을 형성합니다. 두 DNA 분자의 뉴클레오타이드 사이에 동일한 결합이 어떻게 형성되어 이중 나선으로 연결되는지 설명되어 있으며 수소 결합에 대해 자세히 알아볼 수 있습니다. 수소 결합은 분자 내 원자 간의 결합보다 강하지 않지만 tRNA 실을 복잡하게 꼬아서 그 위치에 유지하기에 충분합니다. 처음에는 이러한 결합이 일부 뉴클레오티드 사이에서만 형성되어 tRNA를 클로버 잎 모양으로 접습니다. 이 초기 접기의 결과는 2차 구조 tRNA. 왼쪽의 다이어그램은 일부 뉴클레오티드만 수소 결합으로 연결되어 있는 반면 나머지는 짝을 이루지 않은 상태로 남아 고리와 루프를 형성함을 보여줍니다. 다른 유형의 tRNA의 2차 구조의 차이는 1차 구조의 차이 때문입니다. 이것은 뉴클레오타이드의 초기 사슬 길이가 다르기 때문에 "클로버 잎" 또는 "줄기"의 다른 길이로 나타납니다.

다른 tRNA의 1차 구조의 또 다른 차이점은 일부 위치에서만 동일한 뉴클레오티드가 있는 반면(위의 다이어그램에서 이름의 첫 글자로 표시됨) 다른 tRNA의 대부분의 뉴클레오티드는 서로 다릅니다. 위의 스킴은 모든 tRNA에 공통적이므로 다른 뉴클레오티드는 숫자로 표시됩니다.

tRNA의 주요 기능 부분은 다음과 같습니다.

=) 안티코돈즉, 에 위치한 전령 RNA의 단일 코돈에 상보적인 염기서열이다. 안티코돈 머리핀

=) 수락자 끝아미노산이 부착될 수 있는 것. 안티코돈 머리핀의 반대쪽에 있습니다.

실제로, 단일 tRNA는 2차 구조 다이어그램에서와 같이 보이지 않습니다. 왜냐하면 일부 뉴클레오티드만이 함께 결합되어 그것을 형성하고 나머지는 짝을 이루지 않은 채로 남아 있기 때문입니다. 클로버 잎의 다른 부분에서 뉴클레오티드 사이에 수소 결합이 형성되기 때문에 클로버 잎은 훨씬 더 복잡한 구조로 접힙니다. 3차 구조아래 그림의 색상을 일치시키면 2차 구조의 다른 부분이 어떻게 구부러져 3차 구조를 형성하는지 정확히 이해할 수 있습니다. 파란색과 회색으로 표시된 안티코돈 머리핀은 바닥에 남아 있습니다(이 "바닥"은 조건부임을 기억할 가치가 있습니다. 단백질 번역 체계에서 tRNA를 이 공간 방향으로 묘사하는 것이 편리함) 및 수용체 끝(노란색) 옆으로 구부러져 있습니다.

이것은 아미노산을 부착할 준비가 된 tRNA의 모습입니다. tRNA는 자체적으로 아미노산과 결합할 수 없으므로 특수 효소의 참여가 필요합니다. 아미노아실-tRNA 합성효소. 세포 내 합성효소 유형의 수는 tRNA 유형의 수와 일치합니다.

모든 유형의 tRNA 모양의 균일성은 리보솜이 이들 중 어느 것을 인식하고 mRNA와의 도킹을 촉진하고 한 부위에서 다른 부위로 자체적으로 이동할 수 있도록 하는 데 필요합니다. 다른 유형의 tRNA가 서로 크게 다르다면 리보솜의 작업이 극도로 어려워지고 단백질 합성 속도가 크게 감소합니다. 따라서 자연 선택은 tRNA를 서로 유사하게 만드는 것을 목표로 합니다. 그러나 동시에 서로 다른 유형의 tRNA 간에 눈에 띄는 차이가 있어야 하는 또 다른 요소가 있습니다. 결국 각 유형을 인식하고 해당하는 유일한 아미노산을 부착해야 합니다. 분명히 이러한 차이는 눈에 띄어야 하지만 너무 중요하지 않으므로 tRNA 종을 인식하는 작업이 보석 프로세스로 바뀝니다. 그리고 이것이 바로 아미노아실-tRNA 합성효소에 의해 수행되는 것입니다. 각각은 20개 아미노산 중 하나에만 결합할 수 있고 이 아미노산에 해당하는 유형의 tRNA에 정확하게 부착할 수 있습니다. 유전자 코드가 있는 표에서 각 아미노산이 여러 뉴클레오티드 서열에 의해 암호화되어 있음을 알 수 있습니다. 따라서 예를 들어 안티코돈 CGA, CGG, CGU 및 CGC가 있는 4개의 tRNA는 모두 알라닌을 부착하는 동일한 합성 효소에 의해 인식됩니다 그들에게. 하나의 합성효소에 의해 처리되는 이러한 tRNA를 관련된.

합성효소는 따로 존재하는 분자에 결합하여 하나로 결합하는 기능을 하는 효소 그룹에 속합니다.

1 . 합성 효소는 아미노산과 ATP 분자를 연결합니다. 두 개의 인산기가 ATP에서 떨어져 나와 다음 활동에 필요한 에너지를 방출합니다. 파괴된 분자에서 남아있는 아데노신 모노포스페이트(AMP)는 아미노산에 부착되어 수용체 헤어핀과의 연결을 준비합니다.

2 . 합성효소는 이 아미노산에 해당하는 관련 tRNA 중 하나를 자체에 부착합니다.

이 단계에서 합성효소에 대한 전달 RNA의 적합성이 확인됩니다. 인식 방법에는 여러 가지가 있으며 각 합성 효소에는 고유한 조합이 있습니다. 적어도 하나의 안티코돈 뉴클레오티드는 합성효소와 tRNA 사이의 상호작용에 관여합니다. 수용체 머리핀도 확인해야 합니다. 원하는 아미노산에 해당하는 관련 tRNA에 공통적인 특정 뉴클레오티드의 존재가 결정됩니다. tRNA의 다른 부분의 뉴클레오티드도 특정 합성효소 부위에 결합하여 매칭에 참여할 수 있습니다. 잘못된 tRNA는 어떤 식으로든 원하는 것과 일치할 수 있지만 불완전한 일치로 인해 합성 효소에 천천히 느슨하게 결합되어 쉽게 떨어집니다. 그리고 올바른 tRNA는 합성효소에 빠르고 단단하게 달라붙어 합성효소의 구조가 변화하여 과정을 시작합니다. 아미노아실화 , 즉 tRNA에 대한 아미노산의 부착입니다.

3 . 아미노아실화는 아미노산에 부착된 AMP 분자를 tRNA 분자로 대체하는 것으로 구성됩니다. 이 교체 후 AMP는 합성 효소를 떠나고 tRNA는 마지막 아미노산 검사를 위해 보류됩니다. 부착된 아미노산이 잘못된 것으로 인식되면 tRNA에서 분리되고 합성 효소에서 아미노산의 위치는 비어 있으며 다른 분자가 거기에 결합할 수 있습니다. 새로운 아미노산은 ATP, tRNA와 연결되는 단계를 거치며 테스트를 거치게 됩니다. 실수가 없으면 아미노산으로 충전된 tRNA가 방출되어 단백질 번역에서 역할을 할 준비가 된 것입니다. 그리고 합성효소는 새로운 아미노산과 tRNA를 붙일 준비가 되어 있고, 그 주기는 새롭게 시작될 것입니다.

많은 것은 아미노아실-tRNA 합성효소의 올바른 작동에 달려 있습니다. 이 단계에서 장애가 발생하면 잘못된 아미노산이 tRNA에 부착됩니다. 그리고 tRNA와 리보솜은 코돈과 아미노산의 일치를 확인하는 기능이 없기 때문에 리보솜에서 자라는 단백질에 내장됩니다. 오류의 결과는 경미하거나 재앙적일 수 있으며, 자연 선택을 통해 이러한 검사 기능이 없는 효소를 가진 생물은 아미노산과 tRNA 간의 일치를 위한 다양한 옵션을 가진 보다 적응력 있는 생물로 대체되었습니다. 따라서 현대 세포에서 합성 효소는 평균적으로 50,000개 중 1개의 경우 잘못된 아미노산과 결합하고 잘못된 tRNA와 100,000개의 부착물 중 한 번만 결합합니다.

일부 아미노산은 몇 개의 원자만 서로 다릅니다. 그들의 계획을 보면 아르기닌과 알라닌을 혼동할 가능성이 류신이나 발린에 대해 이소류신을 혼동하는 것보다 훨씬 적다는 것이 분명해집니다. 따라서 서로 유사한 아미노산 중 하나에 결합하는 각각의 합성효소는 추가적인 검증 메커니즘을 갖는다. 다음은 이소류신-tRNA 합성효소에서 이러한 적응의 예입니다.

각각의 합성효소는 합성 센터아미노산이 tRNA에 부착되어 있는 경우. 합성효소에 의해 포획된 tRNA의 수용체 헤어핀은 그곳으로 이동하며, 이에 반응할 준비가 된 아미노산도 마찬가지입니다. 일부 합성 효소의 작업은 아미노산과 tRNA의 연결 직후에 끝납니다. 그러나 Ile-tRNA 합성효소는 다른 이소류신 유사 아미노산의 존재로 인해 실수할 가능성이 높아집니다. 따라서 그녀는 또한 교정 센터: 이름에서 알 수 있듯이 tRNA와 아미노산을 연결하는 과정에서 어떤 역할을 하는지 알 수 있습니다. 오른쪽 그림은 Ile-tRNA 합성효소의 합성 중심에서 tRNA 수용체 머리핀 끝의 위치가 이 머리핀이 부자연스럽게 구부러지는 것을 보여줍니다. 그러나 합성효소는 아미노산이 결합될 때까지 이 위치에 tRNA를 유지합니다. 이 연결이 발생한 후 합성 센터에서 수용체 머리핀을 찾을 필요성이 소진되고 tRNA가 곧게 펴져 아미노산이 부착 된 끝을 수정 센터로 가져옵니다.

물론 합성센터는 합성효소에 적합하지 않은 아미노산을 선별하는 역할도 한다. 그 안에 들어가려면 분자가 올바른 크기를 포함하여 여러 조건을 충족해야 합니다. 류신과 이소류신은 같은 수의 원자를 함유하고 있음에도 불구하고 공간 구조의 차이로 인해 류신이 더 큽니다. 따라서 더 조밀한 isoleucine에 해당하는 크기의 합성 센터로 침투할 수 없으며 Ile-tRNA 합성 효소를 단순히 튕겨냅니다.

그러나 유사한 원자 구조를 가진 이 세 분자 중 가장 작은 발린은 합성 중심에서 이소류신을 쉽게 대체하고 합성 효소가 이를 tRNA에 붙입니다. 이 경우 합성 효소의 교정 센터가 작동합니다. 교정 수용체 머리핀이 올바르게 충전되고 이소류신을 운반하는 경우 수정 센터 내부를 압착할 수 없습니다. 이 분자에 비해 너무 작습니다. 따라서 곧게 펴진 tRNA는 더 이상 어떤 것에도 붙잡히지 않고 합성효소에서 분리됩니다. 그러나 발린이 tRNA에 부착되면 수정 중추로 미끄러져 들어가 합성효소에서 tRNA가 연결된 상태를 유지합니다. 내부에 tRNA가 너무 오래 머무르는 것은 합성 효소에 대한 오류 신호이며 공간 구성을 변경합니다. 결과적으로:

=) 발린은 tRNA에서 분리되어 합성효소에서 제거됩니다.

=) 수용체 머리핀은 합성 부위로 돌아가서 아미노산에 대한 부착을 기다립니다.

=) 합성효소는 새로운 아미노산에 결합하여 tRNA를 "충전"하고 다시 이소류신이 사용되었는지 확인합니다.

유사한 이중 인식 메커니즘이 다른 합성효소에 의해 사용됩니다.

DNA의 물리화학적 성질

수소 결합을 끊는 다양한 요인(80C 이상의 온도 상승, pH 및 이온 강도의 변화, 요소의 작용 등)은 DNA 변성을 유발합니다. 공유 결합을 끊지 않고 DNA 사슬의 공간적 배열의 변화. 변성 중 DNA의 이중 나선은 구성 요소 사슬로 완전히 또는 부분적으로 나뉩니다. DNA 변성은 퓨린 및 피리미딘 염기의 UV 영역에서 광 흡수의 증가를 동반합니다. 이 현상을 과변색 효과 . 변성은 또한 천연 DNA 용액에 내재된 높은 점도를 감소시킵니다. 원래의 이중 가닥 DNA 구조가 복원되면 재생의 결과로 질소 염기에 의한 260 nm에서의 흡수는 "차폐"로 인해 감소합니다. 이 현상을 저변색 효과 .

각 DNA를 구성 요소 사슬로 "풀기"는 특정 온도 범위 내에서 수행됩니다. 이 간격의 중간점을 융점이라고 합니다. DNA의 녹는 온도는 질소 염기의 비율에 따라 표준 조건(특정 pH 및 이온 강도)에서 달라집니다. 3개의 수소 결합을 포함하는 G-C 쌍은 더 강하므로 DNA에서 G-C 쌍의 함량이 높을수록 녹는점이 높아집니다.

DNA의 기능. DNA 분자의 뉴클레오타이드 서열에는 유전 정보가 암호화되어 있습니다. DNA의 주요 기능은 첫째, 일련의 세포 세대 및 유기체 세대에서 자체의 재생산을 보장하고 두 번째로 단백질 합성을 보장하는 것입니다. 이러한 기능은 DNA 분자가 복제를 위한 첫 번째 경우, 즉 복제를 위한 매트릭스 역할을 한다는 사실 때문입니다. 딸 DNA 분자의 정보 복사, 두 번째 - 전사, 즉 정보를 RNA 구조로 재암호화합니다.

쌀. 5 융해곡선(DNA denaturation)

변성 동안 분리된 상보적 DNA 가닥은 특정 조건에서 이중 나선으로 다시 연결될 수 있습니다. 이 과정을 RENATURATION이라고 합니다. 변성이 완전히 일어나지 않고 적어도 몇 개의 염기가 수소 결합에 의한 상호 작용을 잃지 않으면 변성이 매우 빠르게 진행됩니다.

세포의 세포질에는 세 가지 주요 기능 유형의 RNA가 있습니다. 단백질 합성을 위한 주형으로 작용하는 mRNA인 전령 RNA, 리보솜의 구조적 구성요소로 작용하는 rRNA인 리보솜 RNA, mRNA 정보를 단백질의 아미노산 서열로 번역(번역)하는 데 관여하는 트랜스퍼 RNA(tRNA)가 그것이다.

표 2는 구조, 세포 내 위치 및 기능 측면에서 DNA와 RNA의 차이점을 보여줍니다.

표 2 DNA와 RNA의 차이점

트랜스퍼 RNA, tRNA-리보핵산, 그 기능은 AA를 단백질 합성 부위로 운반하는 것입니다. 그것은 73-93개의 뉴클레오티드의 전형적인 길이와 약 5 nm의 크기를 가지고 있습니다. tRNA는 또한 폴리펩타이드 사슬의 성장에 직접적으로 관여하며, 아미노산과 복합체를 형성하여 mRNA 코돈에 연결하고 새로운 펩타이드 결합의 형성에 필요한 복합체의 형태를 제공합니다. 각 아미노산에는 고유한 tRNA가 있습니다. tRNA는 단일 가닥 RNA이지만 기능적 형태에서는 클로버잎 형태를 가지고 있습니다. AA는 tRNA의 종류에 따라 아미노아실-tRNA 합성효소를 이용하여 분자의 3" 말단에 공유결합으로 붙는다. C 부위에는 AA-te에 해당하는 안티코돈이 있다. 이 경우 tRNA는 일반 RNA 중합효소에 의해 합성된다. 원핵생물의 경우와 RNA 중합효소 III에 의한 진핵생물의 경우 tRNA 유전자의 전사체는 다단계 처리를 거쳐 tRNA의 전형적인 공간 구조를 형성합니다.

tRNA 처리에는 5가지 주요 단계가 포함됩니다.

5" 리더 뉴클레오티드 서열의 제거;

3'-말단 서열의 제거;

3" 말단에 CCA 시퀀스 추가;

인트론의 절제(진핵생물 및 고세균에서);

개별 뉴클레오티드의 변형.

tRNA의 수송은 성숙한 tRNA의 특징적인 2차 및 3차 str-ru를 인식하는 수송 인자 exportin t의 참여와 함께 Ran 의존적 경로를 따라 수행됩니다: 짧은 이중 가닥 섹션 및 올바르게 처리된 5 "- 및 3" 끝. 이 메커니즘은 성숙한 tRNA만 핵에서 내보내도록 합니다.

62. 번역 - mRNA 코돈 인식
번역은 mRNA(또는 RNA) 주형의 아미노산에서 리보솜에 의해 수행되는 단백질 합성입니다. 번역 과정의 구성 요소: 아미노산, tRNA, 리보솜, mRNA, tRNA의 아미노아실화를 위한 효소, 단백질 번역 인자(개시, 연장, 종결의 단백질 인자 - 번역 과정에 필요한 특정 리보솜 외 단백질), ATP 및 GTP 에너지원 , 마그네슘 이온(리보솜 구조 안정화). 20개의 아미노산이 단백질 합성에 관여합니다. 아미노산이 미래의 폴리펩타이드 사슬에서 자신의 위치를 "인식"하기 위해서는 어댑터 기능을 수행하는 전달 RNA(tRNA)에 결합해야 합니다. 그러면 아미노산에 결합하는 tRNA가 mRNA의 해당 코돈을 인식합니다. mRNA 코돈 인식:

코돈-안티코돈 상호작용은 상보성 및 역평행성의 원칙을 기반으로 합니다.

3'----C - G-A*------5' tRNA 안티코돈

5'-----G-C-Y*------3' mRNA 코돈

워블 가설은 F. Crick이 제안했습니다.

mRNA 코돈의 3' 염기는 tRNA 안티코돈의 5' 염기와 엄격하지 않은 쌍을 이루고 있습니다. 예를 들어 Y(mRNA)는 A 및 G(tRNA)와 상호작용할 수 있습니다.

일부 tRNA는 하나 이상의 코돈과 쌍을 이룰 수 있습니다.

63. 번역 프로세스의 구성 요소 특성.번역(translatio-translation)은 리보솜에 의해 수행되는 정보(매트릭스) RNA(mRNA, mRNA)의 매트릭스에 있는 아미노산으로부터 단백질 합성 과정입니다.

단백질 합성은 세포 생명의 기초입니다. 모든 유기체의 세포에서이 과정을 수행하기 위해 특별한 세포 소기관이 있습니다. 리보솜- 크고 작은 2개의 소단위체로 구성된 리보핵단백질 복합체. 리보솜의 기능은 세 글자(three-nucleotide)를 인식하는 것입니다. 코돈 mRNA를 운반하는 해당 tRNA 안티코돈과 비교 아미노산, 그리고 성장하는 단백질 사슬에 이러한 아미노산의 추가. mRNA 분자를 따라 이동하면서 리보솜은 mRNA 분자에 포함된 정보에 따라 단백질을 합성합니다.

셀에서 AK-t를 인식하기 위해 특별한 "어댑터"가 있습니다. RNA 분자를 옮기다(tRNA). 이 클로버잎 모양의 분자는 mRNA 코돈에 상보적인 부위(안티코돈)와 그 코돈에 해당하는 아미노산이 부착되는 또 다른 부위를 가지고 있습니다. tRNA에 대한 아미노산의 부착은 아미노아실-tRNA 합성효소 효소에 의한 에너지 의존적 반응으로 수행되며, 생성된 분자를 아미노아실-tRNA라고 합니다. 따라서 번역의 특이성은 mRNA 코돈과 tRNA 안티코돈 사이의 상호작용뿐만 아니라 아미노산을 해당 tRNA에 엄격하게 부착하는 아미노아실-tRNA 합성효소의 특이성에 의해 결정됩니다(예: GGU 코돈은 CCA 안티코돈과 AK 글리신만 포함하는 tRNA).

원핵생물의 리보솜

5S 및 23S rRNA 16S rRNA

다람쥐 34마리 21마리

원핵생물의 리보솜은 침강 상수가 70S이므로 70S 입자라고 합니다. 그들은 30S 및 50S 소단위의 두 가지 다른 소단위로 구성됩니다. 각 소단위는 rRNA와 리보솜 단백질의 복합체입니다.

30S 입자는 하나의 16S rRNA 분자와 대부분의 경우 20개 이상의 종에서 하나의 단백질 분자를 포함합니다(21). 50S 서브유닛은 2개의 rRNA 분자(23S 및 5S)로 구성됩니다. 30개 이상의 서로 다른 단백질(34개)로 구성되며, 일반적으로 하나의 사본으로 표시됩니다. 대부분의 리보솜 단백질은 구조적 기능을 수행합니다.

진핵생물의 리보솜

5S; 5,8S 및 28S rRNA 18S rRNA

최소 50개 단백질 최소 33개 단백질

리보솜은 크고 작은 소단위로 구성됩니다. 각 소단위 구조의 기본은 복잡하게 접힌 rRNA입니다. 리보솜 단백질이 rRNA 스캐폴드에 부착되었습니다.

완전한 진핵 생물 리보솜의 침강 계수는 약 80 Svedberg 단위(80S)이고 하위 입자의 침강 계수는 40S 및 60S입니다.

더 작은 40S 서브유닛은 하나의 18S rRNA 분자와 30-40개의 단백질 분자로 구성됩니다. 큰 60S 서브유닛에는 5S, 5.8S, 28S 및 40-50 단백질의 침강 계수를 갖는 세 가지 유형의 rRNA가 포함되어 있습니다(예: 쥐 간세포 리보솜에는 49개의 단백질이 포함됨).

리보솜의 기능 영역

P - 펩티딜 tRNA의 펩티딜 부위

A - 아미노아실 tRNA의 아미노아실 부위

E - 리보솜에서 tRNA가 방출되는 부위

리보솜은 tRNA와의 상호작용을 위한 2개의 기능적 부위인 아미노아실(수용체)과 펩티딜(공여체)을 포함합니다. Aminoacyl-tRNA는 리보솜의 수용체 부위에 들어가 상호작용하여 코돈과 안티코돈 삼중항 사이에 수소 결합을 형성합니다. 수소 결합이 형성된 후 시스템은 1개의 코돈을 진행하고 공여체 부위에서 끝납니다. 동시에 비어 있는 수용체 자리에 새로운 코돈이 나타나며 이에 상응하는 아미노아실-t-RNA가 부착됩니다.

리보솜: 구조, 기능

리보솜은 단백질 생합성의 세포질 중심입니다. 그들은 Svedberg - S 단위로 표시되는 침강 계수 (원심 분리 중 침강 속도)가 다른 크고 작은 하위 단위로 구성됩니다.

리보솜은 진핵 세포와 원핵 세포에 모두 존재하는데, 이는 세포에서 중요한 기능을 수행하기 때문입니다. 단백질 생합성.각 세포에는 수만, 수십만(최대 수백만)의 작고 둥근 소기관이 있습니다. 그것은 둥근 리보핵단백질 입자입니다. 직경은 20-30 nm입니다. 리보솜은 Svedberg 단위 - S로 표현되는 침강 계수(원심분리 중 침강 속도)가 다른 크고 작은 소단위로 구성됩니다. 이러한 소단위는 m-RNA 가닥(매트릭스 또는 정보 RNA)이 있는 상태에서 결합됩니다. 구슬의 끈과 같은 단일 mRNA 분자에 의해 결합된 리보솜 그룹의 복합체를 폴리솜. 이러한 구조는 세포질에 자유롭게 위치하거나 과립형 ER의 막에 부착됩니다(두 경우 모두 단백질 합성이 활발히 진행됨).

과립형 ER의 폴리솜은 세포에서 배설되고 전체 유기체의 요구에 사용되는 단백질을 형성합니다(예: 소화 효소, 모유의 단백질). 또한 리보솜은 미토콘드리아 막의 내부 표면에 존재하며 여기에서 단백질 분자 합성에도 적극적으로 참여합니다.

Transfer RNA(tRNA)는 세포가 유전 정보를 사용하는 과정에서 중요한 역할을 합니다. tRNA는 펩타이드 사슬의 조립 부위에 필요한 아미노산을 전달하는 번역 매개체 역할을 합니다.

tRNA 분자는 특정 DNA 서열에서 합성된 폴리뉴클레오티드 사슬입니다. 그들은 비교적 적은 수의 뉴클레오티드 -75-95로 구성됩니다. tRNA 폴리뉴클레오티드 사슬의 다른 부분에 위치한 염기의 상보적 연결의 결과로 클로버 잎 모양과 유사한 구조를 얻습니다(그림 3.26).

쌀. 3.26. 전형적인 tRNA 분자의 구조.

다른 기능을 수행하는 네 가지 주요 부분이 있습니다. 수용자"줄기"는 tRNA의 두 개의 상보적인 연결된 말단 부분에 의해 형성됩니다. 7개의 염기쌍으로 구성됩니다. 이 줄기의 3'-말단은 다소 더 길고 자유 OH 기가 있는 CCA 서열로 끝나는 단일 가닥 영역을 형성합니다. 이 말단에 수송 가능한 아미노산이 부착되어 있습니다. 나머지 3개의 가지는 루프를 형성하는 짝을 이루지 않은 부분으로 끝나는 상보적인 짝을 이룬 뉴클레오티드 서열입니다. 이 가지의 중간인 안티코돈은 5쌍의 뉴클레오티드로 구성되며 루프 중앙에 안티코돈을 포함합니다. 안티코돈은 mRNA 코돈에 상보적인 3개의 뉴클레오티드로, 이 tRNA에 의해 펩티드 합성 부위로 운반되는 아미노산을 암호화합니다.

억셉터와 안티코돈 가지 사이에는 두 개의 측면 가지가 있습니다. 루프에서 그들은 변형된 염기를 포함합니다 - dihydrouridine(D-loop)과 TψC triplet, 여기서 \y는 pseudouriain(T^C-loop)입니다.

아이티코돈과 T^C 가지 사이에는 3-5개에서 13-21개의 뉴클레오티드를 포함하는 추가 루프가 있습니다.

일반적으로 다른 유형의 tRNA는 76개의 뉴클레오티드로 구성된 뉴클레오티드 서열의 특정 불변성을 특징으로 합니다. 그들의 수의 변화는 주로 추가 루프의 뉴클레오티드 수의 변화로 인한 것입니다. tRNA 구조를 지원하는 상보적 영역은 일반적으로 보존됩니다. 염기서열에 의해 결정되는 tRNA의 1차 구조는 클로버 잎 모양의 tRNA의 2차 구조를 이룬다. 차례로, 2차 구조는 3차원 3차 구조를 유발하며, 이는 2개의 수직 이중 나선의 형성을 특징으로 합니다(그림 3.27). 그들 중 하나는 수용체와 TψC 가지에 의해 형성되고 다른 하나는 안티코돈과 D 가지에 의해 형성됩니다.

이중 나선 중 하나의 끝에는 수송된 아미노산이 있고 다른 쪽 끝에는 안티코돈이 있습니다. 이 영역은 서로 가장 멀리 떨어져 있습니다. tRNA의 3차 구조의 안정성은 폴리뉴클레오티드 사슬의 다른 부분에 위치하지만 3차 구조에서 공간적으로 가까운 염기 사이에 추가 수소 결합의 출현으로 인해 유지됩니다.

다른 유형의 tRNA는 약간의 변형이 있지만 유사한 3차 구조를 가지고 있습니다.

쌀. 3.27. tRNA의 공간 구성:

I - 1차 구조(사슬의 뉴클레오티드 서열)에 의해 결정되는 "클로버 잎" 형태의 tRNA의 2차 구조.

II - tRNA의 3차 구조의 2차원 투영;

III - 공간에서 tRNA 분자의 레이아웃

부록 (누군가 이것을 이해하지 못하는 경우를 대비하여)

번개 치아 - 뉴클레오티드 (Adenine-Thymine / Uracil /, Guanine-Cytazine). 모든 번개는 DNA입니다.

DNA에서 정보를 전달하려면 2개의 가닥을 끊어야 합니다. A-T와 G-C 사이의 결합은 수소이므로 Helicase 효소에 의해 쉽게 끊어집니다.

매듭이 형성되는 것을 방지하려면(예를 들어 수건을 비틀었습니다):

Topoisomerase는 복제 기점에서 DNA의 한 가닥을 절단하여 사슬이 꼬이지 않도록 합니다.

한 스레드가 자유로울 때 두 번째 스레드는 축을 중심으로 쉽게 회전하여 "풀기" 중에 장력을 완화할 수 있습니다. 노드가 나타나지 않고 에너지가 절약됩니다.

그런 다음 RNA 수집을 시작하려면 RNA 프라이머가 필요합니다. mRNA를 조립하는 단백질은 첫 번째 뉴클레오타이드만 조립할 수 없으며 시작하려면 RNA 조각이 필요합니다(자세한 내용은 나중에 작성하겠습니다). 이 조각을 RNA 프라이머라고 합니다. 그리고 이 단백질은 이미 첫 번째 뉴클레오타이드를 부착하고 있습니다.

핵산의 구조를 설명할 때 1차 및 2차 구조와 같은 거대 분자의 다양한 조직 수준이 고려됩니다.

핵산의 기본 구조는 뉴클레오티드 구성과 폴리머 사슬의 특정 뉴클레오티드 단위 서열입니다.

RNA의 2차 구조. 리보핵산 분자는 단일 폴리뉴클레오티드 사슬로 구성됩니다.

RNA의 2차 구조

RNA 사슬의 개별 섹션은 상보적인 질소 염기 A-U와 G-C 사이의 수소 결합으로 인해 나선형 루프("머리핀")를 형성합니다. 이러한 나선 구조에서 RNA 사슬의 섹션은 역평행이지만 항상 완전히 상보적인 것은 아니며 쌍을 이루지 않은 뉴클레오티드 잔기 또는 이중 나선에 맞지 않는 단일 가닥 루프를 포함합니다. 나선형 영역의 존재는 모든 유형의 RNA의 특징입니다.

RNA의 주요 역할은 단백질 생합성에 직접 참여하는 것입니다.

세 가지 유형의 세포 RNA가 알려져 있으며, 이는 세포에서의 위치, 구성, 크기 및 단백질 거대분자의 형성에서 특정 역할을 결정하는 특성이 다릅니다.

- 정보 (매트릭스) RNA는 세포 핵에서 단백질 합성이 수행되는 리보솜으로 단백질 구조에 대한 DNA에 암호화 된 정보를 전달합니다. 모든 mRNA의 1차 구조는 coding sequence의 고유성과 상관없이 5' 말단과 3' 말단의 구조가 동일합니다.

따라서 5'-말단에는 변형된 뉴클레오티드 7-메틸구아노신-5'-트리포스페이트(캡)가 있습니다. 수십 개의 뉴클레오티드가 캡을 개시 코돈, 일반적으로 -AUG- 삼중항에서 분리합니다. 코딩 영역 뒤에는 종결 코돈 -UGA-, -UUA-, -UAG- 중 하나가 옵니다. 대부분의 mRNA의 3' 말단에는 100-200개의 아데노신 모노포스페이트 잔기의 뉴클레오티드 서열이 있습니다.

- 전달 RNA는 세포의 세포질에서 아미노산을 수집하여 리보솜으로 전달합니다. 이 유형의 RNA 분자는 아미노산이 단백질 합성에 참여해야 하는 메신저 RNA 사슬의 해당 섹션에서 "배웁니다".

뉴클레오티드 서열의 차이에 관계없이 모든 tRNA의 공간 구조는 보편적인 클로버잎 모델에 의해 설명됩니다. 각 tRNA 분자에는 뉴클레오티드 잔기 간의 수소 결합 형성에 관여하지 않는 사슬 부분이 있습니다.

여기에는 특히 분자의 3'-말단에 있는 아미노산과 mRNA 코돈과 상보적인 상호작용을 하는 뉴클레오티드의 특정 삼중항인 안티코돈에 대한 결합을 담당하는 부위가 포함됩니다.

- 리보솜 RNA는 정보(매트릭스) RNA에서 정보를 읽어 특정 구조의 단백질 합성을 제공합니다. rRNA는 리보솜이라는 단백질과 복합체를 형성합니다.

각 리보솜은 소형(40S)과 대형(60S)의 두 가지 소단위로 구성됩니다. 리보솜 소단위는 rRNA 세트뿐만 아니라 단백질의 수와 구조에서도 다릅니다.

발행일: 2015-02-03; 읽기: 2729 | 페이지 저작권 침해

RNA는 단량체가 리보뉴클레오티드인 중합체입니다.

DNA와 달리 RNA는 2개가 아니라 1개의 폴리뉴클레오티드 사슬로 형성됩니다(예외 - 일부 RNA 함유 바이러스에는 이중 가닥 RNA가 있음). RNA 뉴클레오티드는 서로 수소 결합을 형성할 수 있습니다. RNA 사슬은 DNA 사슬보다 훨씬 짧습니다.

RNA 단량체 - 뉴클레오티드(리보뉴클레오티드) -는 1) 질소 염기, 2) 5탄당 단당류(5탄당) 및 3) 인산의 세 가지 물질의 잔기로 구성됩니다. RNA의 질소 염기는 또한 피리미딘과 퓨린 부류에 속합니다.

RNA의 피리미딘 염기 - 우라실, 시토신, 퓨린 염기 - 아데닌 및 구아닌.

31. RNA의 종류와 구조의 특징

RNA 뉴클레오티드 단당류는 리보스로 표시됩니다.

RNA에는 3가지 유형이 있습니다. 1) 정보(매트릭스) RNA - mRNA(mRNA), 2) 전달 RNA - tRNA, 3) 리보솜 RNA - rRNA.

모든 유형의 RNA는 비분지형 폴리뉴클레오타이드이며 특정 공간 구조를 가지며 단백질 합성 과정에 참여합니다.

모든 유형의 RNA 구조에 대한 정보는 DNA에 저장됩니다. DNA 주형에서 RNA 합성 과정을 일반적으로 전사라고 합니다.

Transfer RNA는 일반적으로 76개(75개에서 95개)의 뉴클레오티드를 포함합니다. 분자량 - 25,000–30,000.

tRNA는 세포 내 총 RNA 함량의 약 10%를 차지합니다. tRNA의 기능: 1) 단백질 합성 부위, 리보솜으로의 아미노산 수송, 2) 번역 매개체. 세포에는 약 40여종의 tRNA가 있으며, 각각 고유의 염기서열을 가지고 있다. 동시에, 모든 tRNA는 여러 분자 내 상보적 영역을 가지고 있기 때문에 tRNA는 모양이 클로버 잎과 유사한 형태를 얻습니다.

모든 tRNA는 리보솜(1)과의 접촉 고리, 안티코돈 고리(2), 효소와의 접촉 고리(3), 수용체 줄기(4) 및 안티코돈(5)을 가지고 있습니다. 아미노산은 수용체 줄기의 3' 말단에 부착됩니다. 안티코돈 - mRNA 코돈을 "인식"하는 3개의 뉴클레오티드.

특정 tRNA는 안티코돈에 해당하는 엄격하게 정의된 아미노산을 수송할 수 있다는 점을 강조해야 합니다. 아미노산과 tRNA 연결의 특이성은 아미노아실-tRNA 합성효소의 특성으로 인해 달성됩니다.

리보솜 RNA는 3000-5000개의 뉴클레오티드를 포함합니다. 분자량 - 1,000,000–1,500,000.

rRNA는 세포 내 총 RNA 함량의 80~85%를 차지합니다. 리보솜 단백질과 복합적으로 rRNA는 단백질 합성을 수행하는 소기관인 리보솜을 형성합니다. 진핵 세포에서 rRNA 합성은 핵소체에서 발생합니다. rRNA의 기능: 1) 리보솜의 필수 구성 요소이며, 따라서 리보솜의 기능을 보장합니다. 2) 리보솜과 tRNA의 상호작용 보장; 3) 리보솜과 mRNA 개시 코돈의 초기 결합 및 리딩 프레임의 결정, 4) 리보솜의 활성 중심 형성.

메신저 RNA는 뉴클레오티드 함량과 분자량이 다양합니다(50,000에서 4,000,000까지).

mRNA의 몫은 세포의 총 RNA 함량의 최대 5%를 차지합니다. mRNA의 기능: 1) DNA에서 리보솜으로 유전 정보 전달, 2) 단백질 분자 합성을 위한 기질, 3) 단백질 분자의 1차 구조의 아미노산 서열 결정.

또한 읽기

— RNA의 구조와 기능

RNA는 단량체가 뉴클레오티드인 중합체입니다.

3개의 질소 염기는 DNA에서와 동일합니다(아데닌, 구아닌, 시토신). 네 번째 - 우라실 -은 티민 대신 RNA 분자에 존재합니다. RNA 뉴클레오타이드는 데옥시리보스 대신 리보스를 포함합니다. RNA 사슬에서 ...

세 가지 주요 유형의 RNA: 정보 제공(mRNA), 또는 행렬(mRNA), 리보솜(rRNA) 및 수송(tRNA). 분자 크기와 기능이 다릅니다. 모든 유형의 RNA는 효소 - RNA 중합 효소의 참여로 DNA에서 합성됩니다. 메신저 RNA는 모든 세포 RNA의 2-3%, 리보솜 - 80-85, 수송 - 약 15%를 구성합니다.

mRNA.

그것은 DNA 조각에서 유전 정보를 읽고 질소 염기의 복사된 서열 형태로 특정 단백질이 합성되는 리보솜으로 전달합니다. 뉴클레오티드 순서와 크기의 각 mRNA 분자는 그것이 전사된 DNA의 유전자에 해당합니다. 평균적으로 mRNA는 1500개 뉴클레오티드(75-3000개)를 포함합니다. mRNA의 각 삼중항(3개의 뉴클레오티드)을 코돈이라고 합니다.그것은 단백질 합성 동안 주어진 위치에 아미노산이 나타날 코돈에 달려 있습니다.

(tRNA)약 24-29,000의 비교적 낮은 분자량을 갖는다.

D는 분자에 75~90개의 뉴클레오티드를 포함합니다. 모든 tRNA 뉴클레오타이드의 최대 10%는 가수분해 효소의 작용으로부터 보호하는 소수 염기로, tRNA의 역할은 아미노산을 리보솜으로 전달하고 단백질 합성 과정에 참여하는 것입니다. 각 아미노산은 특정 tRNA에 부착됩니다. 많은 아미노산에는 하나 이상의 tRNA가 있습니다. 현재까지 1차 구조(염기 서열)가 다른 60개 이상의 tRNA가 발견되었습니다.

모든 tRNA의 2차 구조는 이중 가닥 줄기와 3개의 단일 가닥 줄기가 있는 클로버 잎 형태로 제시됩니다. 사슬 중 하나의 끝에 특정 아미노산이 부착된 아데닌에 수용체 부위인 CCA 삼중항이 있습니다.

(rRNA). 그들은 120-3100개의 뉴클레오티드를 포함합니다. 리보솜 RNA는 핵, 핵소체에 축적됩니다.

리보솜 단백질은 세포질에서 핵소체로 수송되고, 리보솜 하위 입자의 자발적 형성은 단백질과 해당 rRNA를 결합함으로써 발생합니다. 리보솜의 하위 입자는 핵막의 기공을 통해 세포질로 함께 또는 별도로 수송됩니다. 리보솜크기가 20-30 nm인 소기관입니다.

그들은 크기와 모양이 다른 두 개의 하위 입자로 만들어집니다. 세포에서 단백질 합성의 특정 단계에서 리보솜은 하위 입자로 나뉩니다.

리보솜 RNA는 리보솜의 프레임워크 역할을 하며 단백질 생합성 동안 mRNA와 리보솜의 초기 결합을 촉진합니다.

질문 6 DNA와 RNA의 1차 및 2차 구조를 형성하는 결합. RNA의 종류

유전암호는 모든 생물체의 특징인 염기서열을 이용하여 단백질의 아미노산 서열을 암호화하는 방식이다.

속성: 1) 유전자 코드 세 쌍둥이(각 아미노산은 3개의 뉴클레오티드로 인코딩됨); 2) 겹치지 않는(이웃 삼중항에는 공통 뉴클레오티드가 없음); 삼) 퇴화하다(메티오닌과 트립토판을 제외하고 모든 아미노산에는 하나 이상의 코돈이 있습니다); 4) 만능인(대부분 모든 살아있는 유기체에 대해 동일); 5) 하나의 아미노산에 대한 코돈에서 처음 두 뉴클레오티드는 일반적으로 동일하고 세 번째 뉴클레오티드는 다양합니다. 6) 선형 읽기 순서를 가지며 다음과 같은 특징이 있습니다. 공선성,티.

e. mRNA의 코돈 순서와 합성된 폴리펩타이드 사슬의 아미노산 순서의 일치.

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세포의 세포질에는 세 가지 주요 기능 유형의 RNA가 있습니다.

단백질 합성을 위한 주형으로 작용하는 전령 RNA(mRNA);
리보솜의 구조적 구성요소로 작용하는 리보솜 RNA(rRNA);
mRNA 정보를 단백질 분자의 아미노산 서열로 번역(번역)하는 데 관여하는 RNA(tRNA)를 전달합니다.

세포의 핵에는 전체 세포 RNA의 4~10%를 구성하는 핵 RNA가 있습니다.

핵 RNA의 대부분은 리보솜 및 전달 RNA의 고분자 전구체로 표시됩니다. 고분자량 rRNA(28 S, 18 S 및 5 S RNA)의 전구체는 주로 핵소체에 국한됩니다.

RNA는 일부 동물 및 식물 바이러스(게놈 RNA)의 주요 유전 물질입니다. 대부분의 RNA 바이러스는 역전사효소에 의해 지시되는 RNA 게놈의 역전사를 특징으로 합니다.

모든 리보핵산은 DNA 분자에서와 같이 3',5'-포스포로디에스테르 결합으로 연결된 리보뉴클레오티드의 중합체입니다.

이중 가닥 구조를 가진 DNA와 달리 RNA는 단일 가닥 선형 고분자 분자입니다.

mRNA 구조. mRNA는 크기와 안정성 측면에서 RNA의 가장 이질적인 클래스입니다.

tRNA 구조.

Transfer RNA는 mRNA 번역 동안 매개체(어댑터) 역할을 합니다. 그들은 전체 세포 RNA의 약 15%를 차지합니다. 20개의 단백질 생성 아미노산은 각각 고유한 tRNA를 가지고 있습니다. 두 개 이상의 코돈에 의해 암호화된 일부 아미노산의 경우 여러 tRNA가 있습니다.

tRNA는 70-93개의 뉴클레오티드로 구성된 비교적 작은 단일 가닥 분자입니다. 그들의 분자량은 (2.4-3.1) .104 kDa입니다.

tRNA의 2차 구조는 질소 염기의 분자 내 상보적 쌍 사이에 최대 수의 수소 결합이 형성되기 때문에 형성됩니다.

이러한 결합의 형성 결과로 tRNA 폴리뉴클레오티드 사슬은 쌍을 이루지 않은 뉴클레오티드의 고리로 끝나는 나선형 가지의 형성과 함께 꼬입니다. 모든 tRNA의 2차 구조에 대한 공간 이미지는 클로버잎 모양입니다.

4개의 필수 가지는 "cloverleaf"에서 구별되며, 더 긴 tRNA는 또한 짧은 5분의 1(추가) 가지를 포함합니다.

tRNA의 어댑터 기능은 3' 말단에 아미노산 잔기가 에테르 결합에 의해 부착된 수용체 가지와 수용체 가지 반대편에 있는 안티코돈 가지에 의해 제공되며, 그 상단에는 다음을 포함하는 루프가 있습니다. 안티코돈.

안티코돈은 해당 아미노산을 암호화하는 mRNA 코돈에 역평행 방향으로 상보적인 뉴클레오티드의 특정 삼중항입니다.

슈도우리딘 루프(TyC-loop)를 운반하는 T-가지가 tRNA와 리보솜의 상호작용을 보장합니다.

dehydrouridine 루프를 운반하는 D-branch는 tRNA와 해당 aminoacyl-tRNA 합성 효소의 상호 작용을 보장합니다.

tRNA의 2차 구조

다섯 번째 추가 가지의 기능은 아직 제대로 이해되지 않고 있으며, 아마도 다른 tRNA 분자의 길이를 동일하게 하는 것 같습니다.

tRNA의 3차 구조는 매우 조밀하고 추가 수소 결합으로 인해 클로버 잎의 개별 가지를 모아 L자형 "팔꿈치 굽힘" 구조를 형성함으로써 형성됩니다.

수송 RNA, 구조 및 기능적 메커니즘.

이 경우 아미노산을 결합하는 수용체 암은 분자의 한쪽 끝에 있고 안티코돈은 다른 쪽 끝에 있습니다.

tRNA의 3차 구조(AS Spirin에 따름)

rRNA와 리보솜의 구조. 리보솜 RNA는 특정 단백질이 결합하여 리보솜을 형성하는 백본을 형성합니다. 리보솜은 mRNA로부터 단백질 합성을 제공하는 핵단백질 소기관입니다.

세포에 있는 리보솜의 수는 원핵생물의 경우 104개에서 진핵생물의 경우 106개로 매우 많습니다. 리보솜은 주로 세포질, 진핵생물, 또한 핵소체, 미토콘드리아 기질 및 엽록체 기질에 국한됩니다. 리보솜은 크고 작은 두 개의 하위 입자로 구성됩니다. 크기와 분자량에 따라 연구된 모든 리보솜은 3개의 그룹으로 나뉩니다. 작은 30S와 큰 50S 하위 입자로 구성된 원핵생물의 70S 리보솜(S-침강 계수); 80S 진핵생물 리보솜, 40S 소형 및 60S 대형 서브유닛으로 구성됩니다.

80S 리보솜의 작은 소단위체는 1개의 rRNA 분자(18S)와 33개의 다양한 단백질 분자로 구성됩니다.

큰 소단위체는 3개의 rRNA 분자(5S, 5.8S, 28S)와 약 50개의 단백질로 구성됩니다.

rRNA의 2차 구조는 분자의 짧은 이중 가닥 섹션으로 인해 형성됩니다. 헤어핀(rRNA의 약 2/3), 1/3은 퓨린 뉴클레오티드가 풍부한 단일 가닥 섹션으로 표시됩니다.

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단백질은 생명의 기초를 형성합니다. 세포에서 그들의 기능은 매우 다양합니다. 그러나 단백질은 번식할 수 없습니다. 그리고 단백질의 구조에 대한 모든 정보는 유전자(DNA)에 들어 있습니다.

고등 유기체에서 단백질은 세포의 세포질에서 합성되고 DNA는 핵 껍질 뒤에 숨겨져 있습니다. 따라서 DNA는 단백질 합성의 주형으로 직접 작용할 수 없습니다. 이 역할은 다른 핵산인 RNA에 의해 수행됩니다.

RNA 분자는 3차 구조의 비분지형 폴리뉴클레오티드입니다.

그것은 하나의 폴리뉴클레오티드 사슬로 이루어지며, 그 안에 포함된 상보적인 뉴클레오티드도 그들 사이에 수소 결합을 형성할 수 있지만, 이러한 결합은 한 사슬의 뉴클레오티드 사이에서 발생합니다. RNA 사슬은 DNA 사슬보다 훨씬 짧습니다. 세포의 DNA 함량이 상대적으로 일정하면 RNA의 함량이 크게 변동합니다. 세포에서 가장 많은 양의 RNA는 단백질 합성 중에 관찰됩니다.

RNA는 유전 정보의 전달 및 구현에 중요한 역할을 합니다.

기능 및 구조적 특징에 따라 여러 종류의 세포 RNA가 구별됩니다.

세포 RNA에는 세 가지 주요 부류가 있습니다.

정보(mRNA) 또는 매트릭스(mRNA). 분자는 크기, 분자량(0.05x106에서 4x106까지) 및 안정성 측면에서 가장 다양합니다.
그들은 세포에서 RNA의 총량의 약 2%를 구성합니다. 모든 mRNA는 핵에서 세포질, 단백질 합성 부위로 유전 정보를 전달합니다. 그들은 단백질 분자의 아미노산 서열(1차 구조)을 결정하기 때문에 단백질 분자 합성을 위한 매트릭스(작업 도면) 역할을 합니다.

리보솜 RNA(rRNA).
그들은 세포의 총 RNA 함량의 80-85%를 구성합니다.

31. RNA의 구조. RNA 유형, 구조적 특징 및 기능. tRNA의 2차 구조

리보솜 RNA는 3-5,000개의 뉴클레오티드로 구성됩니다. 그것은 핵의 핵소체에서 합성됩니다. 리보솜 단백질과 복합적으로 rRNA는 리보솜(단백질 분자가 조립되는 소기관)을 형성합니다. rRNA의 주요 의미는 mRNA와 리보솜의 초기 결합을 제공하고 리보솜의 활성 중심을 형성하는데, 여기서 리보솜은 폴리펩타이드 사슬의 합성 과정에서 아미노산 사이에 펩타이드 결합이 형성됩니다.
트랜스퍼 RNA(tRNA).
tRNA 분자는 일반적으로 75-86개의 뉴클레오티드를 포함합니다. tRNA 분자의 분자량은 약 25,000입니다.tRNA 분자는 단백질 생합성에서 중개자 역할을합니다-단백질 합성 부위, 즉 리보솜에 아미노산을 전달합니다. 세포에는 30가지 이상의 유형의 tRNA가 있습니다. 각 유형의 tRNA는 고유한 염기서열을 가지고 있습니다.

그러나 모든 분자는 여러 분자 내 상보적 영역을 가지고 있으며, 그 존재로 인해 모든 tRNA는 모양이 클로버 잎과 유사한 3차 구조를 갖습니다.

RNA의 2차 구조- tRNA의 특징, 단일 가닥, "클로버 잎" 모양.

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