หากก่อนหน้านี้มีความคิดเห็นเกี่ยวกับบทบาทรองของ RNA ตอนนี้เป็นที่ชัดเจนว่ามันเป็นองค์ประกอบที่จำเป็นและสำคัญที่สุดของกิจกรรมที่สำคัญของเซลล์ กลไกลของหลายๆ...

By มาสเตอร์เว็บ

09.04.2018 14:00

DNA และ RNA ประเภทต่างๆ - กรดนิวคลีอิก - เป็นหนึ่งในเป้าหมายของการศึกษาชีววิทยาระดับโมเลกุล หนึ่งในขอบเขตที่มีแนวโน้มและพัฒนาอย่างรวดเร็วที่สุดในวิทยาศาสตร์นี้ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาคือการศึกษาอาร์เอ็นเอ

สั้น ๆ เกี่ยวกับโครงสร้างของ RNA

ดังนั้น RNA หรือกรดไรโบนิวคลีอิกจึงเป็นพอลิเมอร์ชีวภาพที่มีโมเลกุลเป็นสายโซ่ที่สร้างจากนิวคลีโอไทด์สี่ประเภท ในทางกลับกัน นิวคลีโอไทด์แต่ละชนิดจะประกอบด้วยฐานไนโตรเจน (adenine A, guanine G, uracil U หรือ cytosine C) ร่วมกับน้ำตาลไรโบสและกรดฟอสฟอริกตกค้าง สารตกค้างของฟอสเฟตที่เชื่อมต่อกับไรโบสของนิวคลีโอไทด์ที่อยู่ใกล้เคียง "เย็บ" บล็อกที่เป็นส่วนประกอบของ RNA ให้เป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ - โพลีนิวคลีโอไทด์ นี่คือวิธีการสร้างโครงสร้างหลักของ RNA

โครงสร้างรอง - การก่อตัวของสายโซ่คู่ - เกิดขึ้นในบางส่วนของโมเลกุลตามหลักการเสริมของฐานไนโตรเจน: อะดีนีนสร้างคู่กับยูราซิลผ่านคู่และกัวนีนกับไซโตซีน - พันธะไฮโดรเจนสามเท่า

ในรูปแบบการทำงานโมเลกุล RNA ยังสร้างโครงสร้างตติยภูมิ - โครงสร้างเชิงพื้นที่พิเศษรูปแบบ

การสังเคราะห์อาร์เอ็นเอ

RNA ทุกประเภทถูกสังเคราะห์โดยใช้เอ็นไซม์ RNA polymerase มันสามารถขึ้นอยู่กับ DNA และ RNA นั่นคือมันสามารถกระตุ้นการสังเคราะห์ทั้งเทมเพลต DNA และ RNA

การสังเคราะห์ขึ้นอยู่กับความสมบูรณ์ของฐานและการต่อต้านขนานของทิศทางการอ่านของรหัสพันธุกรรมและดำเนินการในหลายขั้นตอน

ประการแรก RNA polymerase ได้รับการยอมรับและผูกมัดกับลำดับนิวคลีโอไทด์พิเศษบน DNA - โปรโมเตอร์ หลังจากนั้นเกลียวคู่ของ DNA จะคลายตัวในพื้นที่เล็กๆ และการประกอบของโมเลกุล RNA เริ่มต้นจากสายโซ่หนึ่งที่เรียกว่าแม่แบบ (อีกอันหนึ่ง) DNA chain เรียกว่าการเข้ารหัส - เป็นสำเนาที่สังเคราะห์ RNA) ความไม่สมดุลของโปรโมเตอร์กำหนดว่าสาย DNA ใดจะทำหน้าที่เป็นแม่แบบ และทำให้ RNA polymerase เริ่มการสังเคราะห์ในทิศทางที่ถูกต้อง

ขั้นตอนต่อไปเรียกว่าการยืดตัว คอมเพล็กซ์การถอดรหัสซึ่งรวมถึง RNA polymerase และบริเวณที่ไม่บิดเบี้ยวด้วย DNA-RNA ไฮบริดเริ่มเคลื่อนไหว ในขณะที่การเคลื่อนไหวนี้ดำเนินต่อไป RNA strand ที่กำลังเติบโตจะค่อยๆ แยกออกจากกัน และเกลียวคู่ของ DNA จะคลายออกที่ด้านหน้าของคอมเพล็กซ์และประกอบกลับเข้าไปใหม่ด้านหลัง

ขั้นตอนสุดท้ายของการสังเคราะห์เกิดขึ้นเมื่อ RNA polymerase ไปถึงบริเวณเฉพาะของเมทริกซ์ที่เรียกว่าเทอร์มิเนเตอร์ การยุติ (สิ้นสุด) ของกระบวนการสามารถทำได้หลายวิธี

RNA ประเภทหลักและหน้าที่ในเซลล์

มีดังต่อไปนี้:

• เมทริกซ์หรือข้อมูล (mRNA) ผ่านการถอดความ - การถ่ายโอนข้อมูลทางพันธุกรรมจาก DNA
• Ribosomal (rRNA) ซึ่งให้กระบวนการแปล - การสังเคราะห์โปรตีนบนเทมเพลต mRNA
• การขนส่ง (tRNA) สร้างการรับรู้และการขนส่งกรดอะมิโนไปยังไรโบโซม ซึ่งเกิดการสังเคราะห์โปรตีน และยังมีส่วนร่วมในการแปลอีกด้วย
• RNA ขนาดเล็กเป็นคลาสของโมเลกุลขนาดเล็กที่ครอบคลุมซึ่งทำหน้าที่ต่างๆ ในระหว่างกระบวนการถอดรหัส การเจริญเติบโตของ RNA และการแปล
• จีโนมอาร์เอ็นเอคือลำดับการเข้ารหัสที่มีข้อมูลทางพันธุกรรมในไวรัสและไวรอยด์บางชนิด

ในปี 1980 มีการค้นพบกิจกรรมเร่งปฏิกิริยาของ RNA โมเลกุลที่มีคุณสมบัตินี้เรียกว่าไรโบไซม์ ไรโบไซม์ธรรมชาติยังไม่ค่อยเป็นที่รู้จักมากนัก ความสามารถในการเร่งปฏิกิริยาของพวกมันนั้นต่ำกว่าโปรตีน แต่ในเซลล์พวกมันทำหน้าที่สำคัญอย่างยิ่ง ปัจจุบัน งานที่ประสบความสำเร็จกำลังอยู่ในระหว่างดำเนินการเกี่ยวกับการสังเคราะห์ไรโบไซม์ ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่ง

ให้เราศึกษารายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับโมเลกุล RNA ประเภทต่างๆ

เมทริกซ์ (ข้อมูล) RNA

โมเลกุลนี้ถูกสังเคราะห์ขึ้นเหนือส่วนที่ไม่บิดเบี้ยวของ DNA ดังนั้นจึงเป็นการคัดลอกยีนที่เข้ารหัสโปรตีนชนิดใดชนิดหนึ่ง

RNA ของเซลล์ยูคาริโอตก่อนที่จะกลายเป็นเมทริกซ์สำหรับการสังเคราะห์โปรตีนจะต้องเติบโตเต็มที่นั่นคือต้องผ่านกระบวนการดัดแปลงที่หลากหลาย - การประมวลผลที่ซับซ้อน

อย่างแรกเลย แม้แต่ในขั้นตอนของการถอดรหัส โมเลกุลก็ผ่านการปิดฝา: โครงสร้างพิเศษของนิวคลีโอไทด์ที่ถูกดัดแปลงอย่างน้อยหนึ่งตัว หมวก ติดอยู่ที่ปลายของมัน มีบทบาทสำคัญในกระบวนการดาวน์สตรีมจำนวนมากและช่วยเพิ่มความเสถียรของ mRNA หางที่เรียกว่าโพลี (A) ซึ่งเป็นลำดับของอะดีนีนนิวคลีโอไทด์ติดอยู่ที่ปลายอีกด้านหนึ่งของการถอดเสียงหลัก

จากนั้น pre-mRNA จะถูกต่อเข้าด้วยกัน นี่คือการกำจัดบริเวณที่ไม่มีรหัสออกจากโมเลกุล - อินตรอนซึ่งมีอยู่มากใน DNA ของยูคาริโอต ถัดไป ขั้นตอนการแก้ไข mRNA เกิดขึ้น ซึ่งองค์ประกอบของมันถูกดัดแปลงทางเคมี เช่นเดียวกับเมทิลเลชัน หลังจากนั้น mRNA ที่โตเต็มที่จะออกจากนิวเคลียสของเซลล์

ไรโบโซม RNA

พื้นฐานของไรโบโซม ซึ่งเป็นสารเชิงซ้อนที่ให้การสังเคราะห์โปรตีน ประกอบด้วย rRNA ยาวสองตัวที่สร้างอนุภาคย่อยของไรโบโซม พวกมันถูกสังเคราะห์เข้าด้วยกันเป็นพรี-rRNA เดียว ซึ่งจากนั้นจะถูกแยกออกระหว่างการประมวลผล หน่วยย่อยขนาดใหญ่ยังรวมถึง rRNA ที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำซึ่งสังเคราะห์จากยีนที่แยกจากกัน Ribosomal RNAs มีโครงสร้างตติยภูมิที่หนาแน่นซึ่งทำหน้าที่เป็นโครงสำหรับโปรตีนที่มีอยู่ในไรโบโซมและทำหน้าที่เสริม

ในระยะที่ไม่ทำงาน หน่วยย่อยไรโบโซมจะถูกแยกออก เมื่อเริ่มต้นกระบวนการแปล rRNA ของหน่วยย่อยขนาดเล็กจะรวมกับ Messenger RNA หลังจากนั้นองค์ประกอบของไรโบโซมจะรวมกันอย่างสมบูรณ์ เมื่อ RNA ของหน่วยย่อยขนาดเล็กมีปฏิสัมพันธ์กับ mRNA ตัวหลังจะขยายผ่านไรโบโซม (ซึ่งเทียบเท่ากับการเคลื่อนที่ของไรโบโซมตาม mRNA) ไรโบโซมอาร์เอ็นเอของหน่วยย่อยขนาดใหญ่คือไรโบไซม์นั่นคือมีคุณสมบัติของเอนไซม์ มันกระตุ้นการก่อตัวของพันธะเปปไทด์ระหว่างกรดอะมิโนในระหว่างการสังเคราะห์โปรตีน

ควรสังเกตว่าส่วนที่ใหญ่ที่สุดใน RNA ทั้งหมดในเซลล์คือไรโบโซม - 70-80% DNA มียีนจำนวนมากที่เข้ารหัส rRNA ซึ่งทำให้แน่ใจได้ว่ามีการถอดรหัสอย่างเข้มข้น

โอน RNA

โมเลกุลนี้เป็นที่รู้จักโดยกรดอะมิโนบางชนิดด้วยความช่วยเหลือของเอนไซม์พิเศษและเชื่อมต่อกับมันขนส่งกรดอะมิโนไปยังไรโบโซมซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวกลางในกระบวนการแปล - การสังเคราะห์โปรตีน การถ่ายโอนจะดำเนินการโดยการแพร่กระจายในไซโตพลาสซึมของเซลล์

โมเลกุล tRNA ที่สังเคราะห์ขึ้นใหม่ เช่นเดียวกับ RNA ประเภทอื่น ๆ ได้รับการประมวลผล tRNA ที่โตเต็มที่ในรูปแบบแอคทีฟมีรูปแบบคล้ายกับโคลเวอร์ลีฟ บน "ก้านใบ" ของใบ - ไซต์ตัวรับ - มีลำดับ CCA ที่มีกลุ่มไฮดรอกซิลที่จับกับกรดอะมิโน ที่ปลายอีกด้านของ "ใบไม้" คือวง anticodon ที่เชื่อมต่อกับ codon เสริมบน mRNA D-loop ทำหน้าที่จับ RNA ที่ถ่ายโอนไปยังเอนไซม์เมื่อมีปฏิสัมพันธ์กับกรดอะมิโน และ T-loop ใช้เพื่อจับกับหน่วยย่อยขนาดใหญ่ของไรโบโซม

RNA ขนาดเล็ก

RNA ประเภทนี้มีบทบาทสำคัญในกระบวนการของเซลล์และขณะนี้กำลังมีการศึกษาอย่างแข็งขัน

ตัวอย่างเช่น RNA นิวเคลียร์ขนาดเล็กในเซลล์ยูคาริโอตเกี่ยวข้องกับการประกบ mRNA และอาจมีคุณสมบัติเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาพร้อมกับโปรตีน spliceosome RNA ที่เป็นนิวเคลียสขนาดเล็กเกี่ยวข้องกับการประมวลผลของไรโบโซมและการถ่ายโอน RNA

การรบกวนขนาดเล็กและ microRNAs เป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดของระบบการควบคุมการแสดงออกของยีน ซึ่งจำเป็นสำหรับเซลล์ในการควบคุมโครงสร้างและกิจกรรมที่สำคัญของตัวเอง ระบบนี้เป็นส่วนสำคัญของการตอบสนองของภูมิคุ้มกันของเซลล์

นอกจากนี้ยังมีกลุ่มของ RNA ขนาดเล็กที่ทำงานในเชิงซ้อนกับโปรตีน Piwi คอมเพล็กซ์เหล่านี้มีบทบาทอย่างมากในการพัฒนาเซลล์สืบพันธุ์ ในการสร้างสเปิร์ม และการปราบปรามขององค์ประกอบทางพันธุกรรมที่เคลื่อนย้ายได้

จีโนมอาร์เอ็นเอ

โมเลกุล RNA สามารถใช้เป็นจีโนมได้โดยไวรัสส่วนใหญ่ จีโนมของไวรัสนั้นแตกต่างกัน - แบบสายเดี่ยวและแบบสองเกลียว, แบบวงกลมหรือแบบเส้นตรง นอกจากนี้ จีโนมอาร์เอ็นเอของไวรัสมักถูกแบ่งส่วนและโดยทั่วไปสั้นกว่าจีโนมที่มีดีเอ็นเอ

มีไวรัสในตระกูลหนึ่งซึ่งมีข้อมูลทางพันธุกรรมซึ่งเข้ารหัสใน RNA หลังจากการติดเชื้อของเซลล์โดยการถอดรหัสแบบย้อนกลับ ถูกเขียนใหม่ไปยัง DNA ซึ่งจะถูกนำเข้าสู่จีโนมของเซลล์ของเหยื่อ สิ่งเหล่านี้เรียกว่า retroviruses ซึ่งรวมถึงโดยเฉพาะอย่างยิ่งไวรัสโรคภูมิคุ้มกันบกพร่องของมนุษย์

ความสำคัญของการวิจัยอาร์เอ็นเอในวิทยาศาสตร์สมัยใหม่

หากก่อนหน้านี้มีความคิดเห็นเกี่ยวกับบทบาทรองของ RNA ตอนนี้เป็นที่ชัดเจนว่ามันเป็นองค์ประกอบที่จำเป็นและสำคัญที่สุดของกิจกรรมชีวิตภายในเซลล์ หลายกระบวนการที่มีความสำคัญยิ่งไม่สามารถทำได้โดยปราศจากการมีส่วนร่วมอย่างแข็งขันของอาร์เอ็นเอ กลไกของกระบวนการดังกล่าวยังไม่เป็นที่รู้จักมาเป็นเวลานาน แต่ด้วยการศึกษาอาร์เอ็นเอประเภทต่าง ๆ และหน้าที่ของมัน รายละเอียดมากมายจึงค่อยๆ ชัดเจนขึ้น

เป็นไปได้ว่า RNA มีบทบาทชี้ขาดในการเกิดขึ้นและการพัฒนาของชีวิตในยามรุ่งอรุณของประวัติศาสตร์โลก ผลการศึกษาเมื่อเร็วๆ นี้สนับสนุนสมมติฐานนี้ ซึ่งเป็นการพิสูจน์ถึงความเก่าแก่ที่ไม่ธรรมดาของกลไกการทำงานของเซลล์หลายอย่างด้วยการมีส่วนร่วมของอาร์เอ็นเอบางประเภท ตัวอย่างเช่น ไรโบสวิตช์ที่ค้นพบเมื่อเร็ว ๆ นี้ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ mRNA (ระบบการควบคุมการทำงานของยีนที่ปราศจากโปรตีนในระยะการถอดรหัส) ตามที่นักวิจัยหลายคนกล่าวว่าเป็นเสียงสะท้อนของยุคที่ชีวิตดึกดำบรรพ์ถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของ RNA โดยไม่มี การมีส่วนร่วมของ DNA และโปรตีน ไมโครอาร์เอ็นเอยังถือเป็นองค์ประกอบที่เก่าแก่มากของระบบการกำกับดูแล ลักษณะโครงสร้างของ rRNA ที่เร่งปฏิกิริยาเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาบ่งบอกถึงวิวัฒนาการที่ค่อยเป็นค่อยไปโดยการเพิ่มชิ้นส่วนใหม่ให้กับโปรโตริโบโซมในสมัยโบราณ

การศึกษาอย่างละเอียดถึงประเภทของ RNA และวิธีมีส่วนร่วมในกระบวนการบางอย่างก็มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับสาขาการแพทย์เชิงทฤษฎีและประยุกต์

ถนน Kievyan, 16 0016 อาร์เมเนีย, เยเรวาน +374 11 233 255

โอน RNA, tRNA-กรดไรโบนิวคลีอิก ซึ่งทำหน้าที่ขนส่ง AA ไปยังบริเวณที่สังเคราะห์โปรตีน มีความยาวโดยทั่วไป 73 ถึง 93 นิวคลีโอไทด์และมีขนาดประมาณ 5 นาโนเมตร นอกจากนี้ tRNA ยังเกี่ยวข้องโดยตรงกับการเติบโตของสายโซ่พอลิเปปไทด์ โดยเชื่อมต่อ - อยู่ในคอมเพล็กซ์ที่มีกรดอะมิโน - กับโคดอน mRNA และให้โครงสร้างของคอมเพล็กซ์ที่จำเป็นสำหรับการก่อตัวของพันธะเปปไทด์ใหม่ กรดอะมิโนแต่ละชนิดมี tRNA ของตัวเอง tRNA เป็น RNA สายเดี่ยว แต่ในรูปแบบการทำงานจะมีรูปแบบ "โคลเวอร์ลีฟ" AA ถูกยึดติดอย่างโควาเลนต์กับปลายโมเลกุล 3 "โดยใช้เอ็นไซม์ aminoacyl-tRNA synthetase ซึ่งจำเพาะสำหรับ tRNA แต่ละประเภท ที่ไซต์ C มีแอนติโคดอนที่สอดคล้องกับ AA-te tRNA ถูกสังเคราะห์โดย RNA polymerase ธรรมดา ในกรณีของโปรคาริโอตและโดย RNA polymerase III ในกรณีของยูคาริโอต การถอดเสียงของยีน tRNA ได้รับการประมวลผลแบบหลายขั้นตอน ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของโครงสร้างเชิงพื้นที่ตามแบบฉบับของ tRNA

การประมวลผล tRNA ประกอบด้วยขั้นตอนสำคัญ 5 ขั้นตอน:

การกำจัดลำดับนิวคลีโอไทด์ผู้นำ 5";

การลบลำดับเทอร์มินัล 3";

เพิ่มลำดับ CCA ที่ส่วนท้าย 3";

การตัดตอนของ introns (ในยูคาริโอตและอาร์เคีย);

การดัดแปลงของนิวคลีโอไทด์แต่ละตัว

การขนส่ง tRNA ดำเนินการตามเส้นทางที่ขึ้นกับ Ran โดยมีส่วนร่วมของปัจจัยการขนส่งที่ส่งออกใน เสื้อ ซึ่งรับรู้ถึงลักษณะเฉพาะของ str-ru ทุติยภูมิและตติยภูมิของ tRNA ที่โตเต็มที่: ส่วนที่เป็นเกลียวคู่สั้นและประมวลผลอย่างถูกต้อง 5 "- และ 3" สิ้นสุด กลไกนี้ช่วยให้แน่ใจว่ามีเพียง tRNA ที่โตเต็มที่เท่านั้นที่ส่งออกจากนิวเคลียส

62. การแปล - การจดจำ codon mRNA
การแปลคือการสังเคราะห์โปรตีนที่ดำเนินการโดยไรโบโซมจากกรดอะมิโนบนเทมเพลต mRNA (หรือและ RNA) องค์ประกอบที่เป็นส่วนประกอบของกระบวนการแปล: กรดอะมิโน tRNA ไรโบโซม mRNA เอนไซม์สำหรับ aminoacylation ของ tRNA ปัจจัยการแปลโปรตีน (ปัจจัยโปรตีนของการเริ่มต้น การยืดตัว การสิ้นสุด - โปรตีน extraribosomal จำเพาะที่จำเป็นสำหรับกระบวนการแปล), ATP และ GTP แหล่งพลังงาน , แมกนีเซียมไอออน (ทำให้โครงสร้างไรโบโซมเสถียร) กรดอะมิโน 20 ชนิดมีส่วนร่วมในการสังเคราะห์โปรตีน เพื่อให้กรดอะมิโน "รับรู้" ตำแหน่งของมันในสายโซ่พอลิเปปไทด์ในอนาคต กรดอะมิโนจะต้องจับกับ RNA การถ่ายโอน (tRNA) ที่ทำหน้าที่อะแดปเตอร์ tRNA ที่จับกับกรดอะมิโนจะรับรู้ codon ที่สอดคล้องกันบน mRNA mRNA codon การรับรู้:

การทำงานร่วมกันของ codon-anticodon นั้นขึ้นอยู่กับหลักการของการเติมเต็มและการต่อต้านขนาน:

3'----C - G-A*------5' tRNA แอนติโคดอน

5'-----G-C-Y*------3' mRNA codon

สมมติฐานการวอกแวกถูกเสนอโดย F. Crick:

3'-เบสของโคดอน mRNA มีการจับคู่ที่ไม่เข้มงวดกับ 5'-เบสของแอนติโคดอน tRNA: ตัวอย่างเช่น Y (mRNA) สามารถโต้ตอบกับ A และ G (tRNA)

tRNA บางตัวสามารถจับคู่กับโคดอนได้มากกว่าหนึ่งโคดอน

63. ลักษณะขององค์ประกอบที่เป็นส่วนประกอบของกระบวนการแปลการแปล (translatio-translation) เป็นกระบวนการของการสังเคราะห์โปรตีนจากกรดอะมิโนบนเมทริกซ์ของข้อมูล (เมทริกซ์) RNA (mRNA, mRNA) ที่ดำเนินการโดยไรโบโซม

การสังเคราะห์โปรตีนเป็นพื้นฐานของชีวิตเซลล์ ในการดำเนินการนี้มีออร์แกเนลล์พิเศษในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด - ไรโบโซม- ไรโบนิวคลีโอโปรตีนเชิงซ้อนที่สร้างขึ้นจาก 2 หน่วยย่อย: ใหญ่และเล็ก. หน้าที่ของไรโบโซมคือการจดจำตัวอักษรสามตัว (สามนิวคลีโอไทด์) codons mRNA เปรียบเทียบกับ tRNA anticodons ที่สอดคล้องกัน กรดอะมิโนและการเพิ่มกรดอะมิโนเหล่านี้ไปยังสายโปรตีนที่กำลังเติบโต เมื่อเคลื่อนที่ไปตามโมเลกุล mRNA ไรโบโซมจะสังเคราะห์โปรตีนตามข้อมูลที่มีอยู่ในโมเลกุล mRNA

สำหรับการรับรู้ AK-t ในเซลล์มี "อะแดปเตอร์" พิเศษ ถ่ายโอนโมเลกุลอาร์เอ็นเอ(tRNA). โมเลกุลรูปใบโคลเวอร์ลีฟเหล่านี้มีไซต์ (แอนติโคดอน) ประกอบกับโคดอน mRNA เช่นเดียวกับไซต์อื่นที่มีกรดอะมิโนที่สอดคล้องกับโคดอนนั้นติดอยู่ การเกาะติดของกรดอะมิโนกับ tRNA เกิดขึ้นในปฏิกิริยาที่ขึ้นกับพลังงานโดยเอนไซม์สังเคราะห์ aminoacyl-tRNA และโมเลกุลที่ได้จะเรียกว่า aminoacyl-tRNA ดังนั้น ความจำเพาะของการแปลจะถูกกำหนดโดยการทำงานร่วมกันระหว่าง mRNA codon และ tRNA anticodon เช่นเดียวกับความจำเพาะของการสังเคราะห์ aminoacyl-tRNA ที่ยึดกรดอะมิโนเข้ากับ tRNA ที่สอดคล้องกันอย่างเคร่งครัด (ตัวอย่างเช่น GGU codon จะสอดคล้องกับ tRNA ที่มี CCA anticodon และ AK glycine เท่านั้น)

โปรคาริโอต ไรโบโซม

5S และ 23S rRNA 16S rRNA

กระรอก 34 ตัว กระรอก 21 ตัว

ไรโบโซมของโปรคาริโอตมีค่าคงที่การตกตะกอนที่ 70S ซึ่งเป็นสาเหตุที่เรียกว่าอนุภาค 70S สร้างขึ้นจากหน่วยย่อยที่แตกต่างกันสองหน่วย: หน่วยย่อย 30S และ 50S แต่ละหน่วยย่อยเป็นคอมเพล็กซ์ของโปรตีน rRNA และไรโบโซม

อนุภาค 30S ประกอบด้วยโมเลกุล 16S rRNA หนึ่งโมเลกุล และในกรณีส่วนใหญ่ โมเลกุลโปรตีนหนึ่งโมเลกุลจากกว่า 20 สปีชีส์ (21) หน่วยย่อย 50S ประกอบด้วยโมเลกุล rRNA สองโมเลกุล (23S และ 5S) ประกอบด้วยโปรตีนที่แตกต่างกันมากกว่า 30 ชนิด (34) ซึ่งเป็นตัวแทนของสำเนาหนึ่งชุด โปรตีนไรโบโซมส่วนใหญ่ทำหน้าที่เกี่ยวกับโครงสร้าง

ยูคาริโอตไรโบโซม

5ส; 5,8S และ 28S rRNA 18S rRNA

อย่างน้อย 50 โปรตีน อย่างน้อย 33 โปรตีน

ไรโบโซมประกอบด้วยหน่วยย่อยขนาดใหญ่และขนาดเล็ก พื้นฐานของโครงสร้างของแต่ละหน่วยย่อยคือ rRNA ที่พับซ้อนอย่างซับซ้อน โปรตีนถูกยึดติดกับโครงนั่งร้าน rRNA

ค่าสัมประสิทธิ์การตกตะกอนของไรโบโซมยูคาริโอตที่สมบูรณ์คือประมาณ 80 หน่วย Svedberg (80S) และค่าสัมประสิทธิ์การตกตะกอนของอนุภาคย่อยคือ 40S และ 60S

หน่วยย่อย 40S ที่เล็กกว่าประกอบด้วยโมเลกุล 18S rRNA หนึ่งโมเลกุลและโมเลกุลโปรตีน 30-40 ตัว หน่วยย่อย 60S ขนาดใหญ่ประกอบด้วย rRNA สามประเภทโดยมีค่าสัมประสิทธิ์การตกตะกอนของโปรตีน 5S, 5.8S และ 28S และ 40-50 (ตัวอย่างเช่น ไรโบโซมตับของหนูแรทมีโปรตีน 49 ตัว)

บริเวณหน้าที่ของไรโบโซม

P - ไซต์เปปทิดิลสำหรับเปปทิดิล tRNA

ไซต์ A - aminoacyl สำหรับ aminoacyl tRNA

E - ไซต์สำหรับการปล่อย tRNA จากไรโบโซม

ไรโบโซมประกอบด้วยตำแหน่งที่ทำงาน 2 ตำแหน่งสำหรับการโต้ตอบกับ tRNA: อะมิโนอะซิล (ตัวรับ) และเปปทิดิล (ผู้ให้) Aminoacyl-tRNA เข้าสู่ไซต์ตัวรับของไรโบโซมและโต้ตอบเพื่อสร้างพันธะไฮโดรเจนระหว่าง codon และ anticodon triplets หลังจากการก่อตัวของพันธะไฮโดรเจน ระบบก้าวหน้า 1 codon และไปสิ้นสุดที่ไซต์ผู้บริจาค ในเวลาเดียวกัน codon ใหม่จะปรากฏในไซต์ตัวรับที่ว่างและแนบ aminoacyl-t-RNA ที่สอดคล้องกัน

ไรโบโซม: โครงสร้าง, หน้าที่

ไรโบโซมเป็นศูนย์กลางของไซโตพลาสซึมของการสังเคราะห์โปรตีน ประกอบด้วยหน่วยย่อยขนาดใหญ่และขนาดเล็กซึ่งแตกต่างกันในค่าสัมประสิทธิ์การตกตะกอน (อัตราการตกตะกอนในระหว่างการหมุนเหวี่ยง) ซึ่งแสดงในหน่วยของ Svedberg - S.

ไรโบโซมมีอยู่ทั้งในเซลล์ยูคาริโอตและเซลล์โปรคาริโอต เนื่องจากพวกมันทำหน้าที่สำคัญใน การสังเคราะห์โปรตีนแต่ละเซลล์ประกอบด้วยออร์แกเนลล์ขนาดเล็กที่โค้งมนนับหมื่น (มากถึงหลายล้าน) เป็นอนุภาคไรโบนิวคลีโอโปรตีนกลม เส้นผ่านศูนย์กลาง 20-30 นาโนเมตร ไรโบโซมประกอบด้วยหน่วยย่อยขนาดใหญ่และขนาดเล็ก ซึ่งแตกต่างกันในค่าสัมประสิทธิ์การตกตะกอน (อัตราการตกตะกอนในระหว่างการหมุนเหวี่ยง) แสดงในหน่วย Svedberg - S หน่วยย่อยเหล่านี้รวมกันเมื่อมีสายของ m-RNA (เมทริกซ์หรือข้อมูล RNA) คอมเพล็กซ์ของกลุ่มไรโบโซมที่รวมตัวกันโดยโมเลกุล mRNA เดียวเช่นลูกปัดเรียกว่า โพลีโซม. โครงสร้างเหล่านี้ตั้งอยู่อย่างอิสระในไซโตพลาสซึมหรือยึดติดกับเยื่อหุ้มของ ER แบบเม็ด (ในทั้งสองกรณีการสังเคราะห์โปรตีนจะดำเนินการอย่างแข็งขัน)

โพลีโซมของ ER แบบเม็ดจะก่อตัวเป็นโปรตีนที่ถูกขับออกจากเซลล์และใช้สำหรับความต้องการของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด (เช่น เอนไซม์ย่อยอาหาร โปรตีนจากน้ำนมแม่) นอกจากนี้ ไรโบโซมยังมีอยู่บนผิวด้านในของเยื่อหุ้มไมโตคอนเดรีย ซึ่งพวกมันยังมีส่วนร่วมในการสังเคราะห์โมเลกุลโปรตีนอีกด้วย

ไซโตพลาสซึมของเซลล์ประกอบด้วย RNA หน้าที่หลักสามประเภท:

• messenger RNA (mRNA) ที่ทำหน้าที่เป็นแม่แบบสำหรับการสังเคราะห์โปรตีน
• ไรโบโซม RNA (rRNA) ซึ่งทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบโครงสร้างของไรโบโซม
• ถ่ายโอน RNAs (tRNAs) ที่เกี่ยวข้องกับการแปล (การแปล) ของข้อมูล mRNA ไปยังลำดับกรดอะมิโนของโมเลกุลโปรตีน

ในนิวเคลียสของเซลล์พบ RNA นิวเคลียร์ซึ่งประกอบขึ้นจาก 4 ถึง 10% ของ RNA ของเซลล์ทั้งหมด RNA นิวเคลียร์จำนวนมากแสดงโดยสารตั้งต้นโมเลกุลสูงของไรโบโซมและ RNA การถ่ายโอน สารตั้งต้นของ rRNA ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง (28 S, 18 S และ 5 S RNA) ส่วนใหญ่จะแปลเป็นภาษาท้องถิ่นในนิวเคลียส

RNA คือ สารพันธุกรรมหลักในไวรัสของสัตว์และพืชบางชนิด (genomic RNA) ไวรัสอาร์เอ็นเอส่วนใหญ่มีลักษณะเฉพาะจากการถอดรหัสยีนอาร์เอ็นเอแบบย้อนกลับ กำกับโดยรีเวิร์สทรานสคริปเทส

กรดไรโบนิวคลีอิกทั้งหมดคือ ไรโบนิวคลีโอไทด์โพลีเมอร์,เชื่อมต่อเช่นเดียวกับในโมเลกุลดีเอ็นเอด้วยพันธะ 3",5"-ฟอสโฟโรไดเอสเทอร์ ต่างจาก DNA ซึ่งมีโครงสร้างเป็นเกลียวคู่ RNA is โมเลกุลพอลิเมอร์เชิงเส้นแบบเส้นเดียว

โครงสร้างเอ็มอาร์เอ็นเอ mRNA เป็นคลาส RNA ที่ต่างกันมากที่สุดในแง่ของขนาดและความเสถียร เนื้อหาของ mRNA ในเซลล์อยู่ที่ 2-6% ของจำนวน RNA ทั้งหมด mRNA ประกอบด้วยส่วนต่างๆ - cistrons ซึ่งกำหนดลำดับของกรดอะมิโนในโปรตีนที่เข้ารหัส

โครงสร้าง tRNA . การถ่ายโอน RNA ทำหน้าที่เป็นสื่อกลาง (อะแดปเตอร์) ในระหว่างการแปล mRNA พวกมันคิดเป็นประมาณ 15% ของ RNA ของเซลล์ทั้งหมด กรดอะมิโนที่สร้างโปรตีน 20 ชนิดแต่ละชนิดมี tRNA ของตัวเอง สำหรับกรดอะมิโนบางตัวที่เข้ารหัสโดยโคดอนตั้งแต่สองตัวขึ้นไป จะมี tRNA หลายตัว tRNA เป็นโมเลกุลสายเดี่ยวที่ค่อนข้างเล็กซึ่งประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์ 70-93 ตัว น้ำหนักโมเลกุลของมันคือ (2.4-3.1) .104 kDa

โครงสร้างรองของ tRNAเกิดขึ้นจากการก่อตัวของจำนวนพันธะไฮโดรเจนสูงสุดระหว่างคู่คู่สมของเบสไนโตรเจนในโมเลกุล อันเป็นผลมาจากการก่อตัวของพันธะเหล่านี้ สายโซ่โพลีนิวคลีโอไทด์ของ tRNA จะบิดตัวด้วยการก่อตัวของกิ่งก้านเกลียวที่สิ้นสุดในลูปของนิวคลีโอไทด์ที่ไม่มีการจับคู่ ภาพเชิงพื้นที่ของโครงสร้างทุติยภูมิของ tRNA ทั้งหมดมีรูปแบบ ใบโคลเวอร์

ใน "ใบโคลเวอร์ลีฟ" แตกต่าง สี่สาขาที่ต้องการ, tRNA ที่ยาวขึ้นก็มี สาขาที่ห้าสั้น (เพิ่มเติม). ฟังก์ชันอะแด็ปเตอร์ของ tRNA ถูกจัดเตรียมโดยสาขาของตัวรับ จนถึงปลาย 3 "ซึ่งมีกรดอะมิโนตกค้างติดอยู่ด้วยพันธะอีเทอร์ และกิ่งแอนติโคดอนที่อยู่ตรงข้ามกับกิ่งของตัวรับ ที่ด้านบนสุดมีลูปที่ประกอบด้วย แอนติโคดอน แอนติโคดอนเป็นแฝดสามของนิวคลีโอไทด์ที่เสริมในทิศทางตรงกันข้ามกับโคดอน mRNA ซึ่งเข้ารหัสกรดอะมิโนที่สอดคล้องกัน

ที-แบรนช์ซึ่งมีห่วงซูโดริดีน (TyC-loop) รับรองการทำงานร่วมกันของ tRNA กับไรโบโซม

D-branch ที่มีลูปดีไฮโดรริดีนทำให้แน่ใจว่าการทำงานร่วมกันของ tRNA กับการสังเคราะห์ aminoacyl-tRNA ที่สอดคล้องกัน

โครงสร้างรองของ tRNA

หน้าที่ของกิ่งเพิ่มเติมที่ห้ายังคงไม่ค่อยเข้าใจ เป็นไปได้มากว่าจะทำให้ความยาวของโมเลกุล tRNA ต่างกันเท่ากัน

โครงสร้างตติยของ tRNAกะทัดรัดมากและเกิดขึ้นจากการรวมกิ่งของใบโคลเวอร์แต่ละกิ่งเข้าด้วยกันเนื่องจากพันธะไฮโดรเจนเพิ่มเติมเพื่อสร้างโครงสร้างรูปตัว L "โค้งงอ". ในกรณีนี้ แขนรับซึ่งจับกรดอะมิโนจะอยู่ที่ปลายด้านหนึ่งของโมเลกุล และแอนติโคดอนอยู่ที่ปลายอีกด้านหนึ่ง

โครงสร้างตติยของ tRNA (ตาม A.S. Spirin)

โครงสร้างของ rRNA และไรโบโซม . ไรโบโซมอาร์เอ็นเอสร้างโครงที่โปรตีนจำเพาะจับกันเป็นไรโบโซม ไรโบโซมคือออร์แกเนลล์ของนิวคลีโอโปรตีนที่ให้การสังเคราะห์โปรตีนจาก mRNA จำนวนไรโบโซมในเซลล์มีมาก: จาก 104 ในโปรคาริโอตถึง 106 ในยูคาริโอต ไรโบโซมมีการแปลเป็นภาษาท้องถิ่นเป็นหลักในไซโตพลาสซึม ในยูคาริโอต นอกจากนี้ ในนิวเคลียส ในเมทริกซ์ของไมโทคอนเดรีย และในสโตรมาของคลอโรพลาสต์ ไรโบโซมประกอบด้วยหน่วยย่อยสองหน่วย: ใหญ่และเล็ก ตามขนาดและน้ำหนักโมเลกุล ไรโบโซมที่ศึกษาทั้งหมดแบ่งออกเป็น 3 กลุ่ม - ไรโบโซม 70S ของโปรคาริโอต (ค่าสัมประสิทธิ์การตกตะกอน S) ประกอบด้วยอนุภาคย่อย 30S ขนาดเล็กและ 50S ขนาดใหญ่ ไรโบโซมยูคาริโอต 80S ประกอบด้วยหน่วยย่อยขนาดเล็ก 40S และหน่วยย่อยขนาดใหญ่ 60S

อนุภาคย่อยขนาดเล็กไรโบโซม 80S ประกอบด้วยหนึ่งโมเลกุล rRNA (18S) และ 33 โมเลกุลของโปรตีนต่างๆ อนุภาคย่อยขนาดใหญ่เกิดขึ้นจากโมเลกุล rRNA สามโมเลกุล (5S, 5.8S และ 28S) และโปรตีนประมาณ 50 ชนิด

โครงสร้างรองของ rRNAเกิดขึ้นจากส่วนที่สั้นสองเกลียวของโมเลกุล - กิ๊บติดผม (ประมาณ 2/3 ของ rRNA), 1/3 - แสดง ส่วนเกลียวเดียวอุดมไปด้วย purine nucleotides

กรดนิวคลีอิกเป็นสารโมเลกุลสูงที่ประกอบด้วยโมโนนิวคลีโอไทด์ที่เชื่อมต่อกันในสายโซ่พอลิเมอร์โดยใช้พันธะฟอสโฟไดสเตอร์ขนาด 3",5" และบรรจุในเซลล์ด้วยวิธีใดวิธีหนึ่ง

กรดนิวคลีอิกเป็นไบโอโพลีเมอร์ของสองสายพันธุ์: กรดไรโบนิวคลีอิก (RNA) และกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก (DNA) ไบโอโพลีเมอร์แต่ละชนิดประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์ที่แตกต่างกันในคาร์โบไฮเดรตตกค้าง (ไรโบส, ดีออกซีไรโบส) และเบสไนโตรเจนหนึ่งชนิด (ยูราซิล, ไทมีน) ดังนั้นกรดนิวคลีอิกจึงมีชื่อ

โครงสร้างของกรดไรโบนิวคลีอิก

โครงสร้างหลักของ RNA

โมเลกุลอาร์เอ็นเอเป็นพอลินิวคลีโอไทด์เชิงเส้น (เช่น ไม่มีการแตกแขนง) ที่มีหลักการจัดระเบียบที่คล้ายคลึงกันกับดีเอ็นเอ โมโนเมอร์อาร์เอ็นเอคือนิวคลีโอไทด์ที่ประกอบด้วยกรดฟอสฟอริก คาร์โบไฮเดรต (ไรโบส) และฐานไนโตรเจนที่เชื่อมต่อกันด้วยพันธะฟอสโฟไดสเตอร์ 3", 5" สายโซ่พอลินิวคลีโอไทด์ของโมเลกุล RNA มีขั้ว นั่นคือ มีปลาย 5'- และ 3" ที่แยกความแตกต่างได้ ในขณะเดียวกัน RNA เป็นโมเลกุลที่มีสายเดี่ยวซึ่งแตกต่างจาก DNA สาเหตุของความแตกต่างนี้คือคุณสมบัติสามประการของโครงสร้างหลัก:

1. RNA ซึ่งแตกต่างจาก DNA มีไรโบสแทนที่จะเป็นดีออกซีไรโบสซึ่งมีกลุ่มไฮดรอกซิลเพิ่มเติม กลุ่มไฮดรอกซีทำให้โครงสร้างเกลียวคู่กระชับน้อยลง
2. ในบรรดาเบสหลักหรือเบสหลักสี่ชนิดที่มีไนโตรเจน (A, G, C และ U) แทนที่จะเป็นไทมีน จะมียูราซิลอยู่ ซึ่งแตกต่างจากไทมีนเฉพาะในกรณีที่ไม่มีกลุ่มเมทิลอยู่ในตำแหน่งที่ 5 ด้วยเหตุนี้ความแข็งแรงของปฏิกิริยาที่ไม่ชอบน้ำในคู่ AU เสริมจึงลดลง ซึ่งยังช่วยลดโอกาสของการก่อตัวของโมเลกุลที่มีเกลียวคู่ที่เสถียรอีกด้วย
3. ในที่สุด RNA (โดยเฉพาะ tRNA) มีเนื้อหาที่เรียกว่าสูง เบสรองและนิวคลีโอไซด์ ในหมู่พวกเขามี dihydrouridine (ไม่มีพันธะคู่เดียวใน uracil), pseudouridine (uracil ผูกพันกับ ribose แตกต่างจากปกติ), dimethyladenine และ dimethylguanine (กลุ่มเมธิลเพิ่มเติมสองกลุ่มในฐานไนโตรเจน) และอื่น ๆ อีกมากมาย ฐานเกือบทั้งหมดเหล่านี้ไม่สามารถมีส่วนร่วมในการโต้ตอบเสริมได้ ดังนั้นหมู่เมทิลในไดเมทิลอะดีนีน (ต่างจากไทมีนและ 5-เมทิลไซโตซีน) จะอยู่ที่อะตอมที่สร้างพันธะไฮโดรเจนในคู่ A-U; ดังนั้นตอนนี้การเชื่อมต่อนี้จึงไม่สามารถปิดได้ นอกจากนี้ยังป้องกันการก่อตัวของโมเลกุลที่มีเกลียวคู่

ดังนั้น ความแตกต่างที่รู้จักกันดีในองค์ประกอบของ RNA จาก DNA จึงมีความสำคัญทางชีวภาพอย่างมาก ท้ายที่สุดแล้ว โมเลกุล RNA สามารถทำหน้าที่ของมันได้เฉพาะในสถานะสายเดี่ยวเท่านั้น ซึ่งชัดเจนที่สุดสำหรับ mRNA: เป็นการยากที่จะจินตนาการว่า โมเลกุลที่มีเกลียวคู่สามารถแปลเป็นไรโบโซมได้

ในเวลาเดียวกัน ความโสดที่เหลืออยู่ในบางพื้นที่ RNA chain สามารถสร้างลูป ส่วนที่ยื่นออกมา หรือ "กิ๊บติดผม" โดยมีโครงสร้างเป็นเกลียวคู่ (รูปที่ 1) โครงสร้างนี้มีความเสถียรโดยปฏิสัมพันธ์ของเบสในคู่ A::U และ G:::C อย่างไรก็ตาม คู่ที่ "ไม่ถูกต้อง" อาจเกิดขึ้นได้ (เช่น GU) และในบางแห่งอาจมี "กิ๊บติดผม" และไม่มีการโต้ตอบเกิดขึ้นเลย ลูปดังกล่าวสามารถมี (โดยเฉพาะใน tRNA และ rRNA) ได้ถึง 50% ของนิวคลีโอไทด์ทั้งหมด ปริมาณนิวคลีโอไทด์ในอาร์เอ็นเอมีตั้งแต่ 75 หน่วยจนถึงหลายพัน แต่ถึงกระนั้น RNA ที่ใหญ่ที่สุดก็ยังมีขนาดเล็กกว่า DNA โครโมโซมหลายขนาด

โครงสร้างหลักของ mRNA ถูกคัดลอกมาจากบริเวณ DNA ที่มีข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างหลักของสายโพลีเปปไทด์ โครงสร้างหลักของ RNA ชนิดที่เหลือ (tRNA, rRNA, RNA หายาก) เป็นสำเนาสุดท้ายของโปรแกรมทางพันธุกรรมของยีน DNA ที่สอดคล้องกัน

โครงสร้างรองและตติยของ RNA

กรดไรโบนิวคลีอิก (RNA) เป็นโมเลกุลสายเดี่ยว จึงไม่เหมือนกับ DNA โครงสร้างทุติยภูมิและตติยภูมิของพวกมันไม่สม่ำเสมอ โครงสร้างเหล่านี้ ซึ่งกำหนดเป็นโครงสร้างเชิงพื้นที่ของสายโซ่พอลินิวคลีโอไทด์ ส่วนใหญ่เกิดขึ้นจากพันธะไฮโดรเจนและปฏิกิริยาที่ไม่ชอบน้ำระหว่างฐานไนโตรเจน หากเกลียวที่เสถียรมีลักษณะเฉพาะของโมเลกุล DNA ดั้งเดิม โครงสร้างของ RNA จะมีความหลากหลายและใช้งานไม่ได้ การวิเคราะห์การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์แสดงให้เห็นว่าแต่ละส่วนของสายโซ่โพลีนิวคลีโอไทด์ RNA โค้งงอ หมุนเข้าหาตัวเองด้วยการก่อตัวของโครงสร้างภายในเซลล์ การรักษาเสถียรภาพของโครงสร้างทำได้โดยการจับคู่ฐานไนโตรเจนของส่วนคู่ขนานของห่วงโซ่เข้าด้วยกัน คู่เฉพาะที่นี่คือ A-U, G-C และ G-U ที่หายากกว่า ด้วยเหตุนี้ ส่วนขดทั้งแบบสั้นและแบบขยายที่เป็นของสายโซ่เดียวกันจึงปรากฏในโมเลกุลอาร์เอ็นเอ บริเวณเหล่านี้เรียกว่ากิ๊บติดผม แบบจำลองของโครงสร้างรองของ RNA ที่มีส่วนประกอบแบบกิ๊บได้รับการพัฒนาขึ้นในปลายทศวรรษ 1950 และต้นทศวรรษ 1960 ศตวรรษที่ 20 ในห้องปฏิบัติการของ A. S. Spirin (รัสเซีย) และ P. Doty (สหรัฐอเมริกา)

RNA .บางชนิด
ประเภทของ RNA	ขนาดในนิวคลีโอไทด์	การทำงาน
gRNA - จีโนม RNA	10000-100000
mRNA - ข้อมูล (เมทริกซ์) RNA	100-100000	ถ่ายโอนข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างของโปรตีนจากโมเลกุลดีเอ็นเอ
tRNA - ถ่ายโอน RNA	70-90	ขนส่งกรดอะมิโนไปยังบริเวณที่สังเคราะห์โปรตีน
rRNA - ไรโบโซม RNA	หลายชั้นแยกจาก 100 ถึง 500,000	ที่มีอยู่ในไรโบโซม มีส่วนร่วมในการรักษาโครงสร้างของไรโบโซม
sn-RNA - RNA นิวเคลียร์ขนาดเล็ก	100	ลบอินตรอนและรวมเอ็นไซม์เข้ากับ mRNA
sno-RNA - RNA นิวเคลียสขนาดเล็ก		เกี่ยวข้องกับการกำกับหรือดำเนินการแก้ไขฐานใน rRNA และ RNA นิวเคลียร์ขนาดเล็ก เช่น ตัวอย่างเช่น methylation และ pseudouridinization RNA ของนิวเคลียสขนาดเล็กส่วนใหญ่จะพบในอินตรอนของยีนอื่นๆ
srp-RNA - การรู้จำสัญญาณ RNA		รับรู้ลำดับสัญญาณของโปรตีนที่มีไว้สำหรับการแสดงออกและมีส่วนร่วมในการถ่ายโอนผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึม
mi-RNA - ไมโคร-RNA	22	ควบคุมการแปลของยีนโครงสร้างโดยการจับเสริมที่ปลาย 3' ของบริเวณ mRNA ที่ไม่ได้แปล

การก่อตัวของโครงสร้างเกลียวนั้นมาพร้อมกับเอฟเฟกต์ไฮโปโครมิก - ความหนาแน่นทางแสงของตัวอย่าง RNA ลดลงที่ 260 นาโนเมตร การทำลายโครงสร้างเหล่านี้เกิดขึ้นเมื่อความแรงของไอออนิกของสารละลาย RNA ลดลงหรือเมื่อถูกทำให้ร้อนถึง 60-70 °C เรียกอีกอย่างว่าการหลอมเหลวและอธิบายโดยเกลียวการเปลี่ยนแปลงโครงสร้าง - ขดลวดโกลาหลซึ่งมาพร้อมกับการเพิ่มขึ้นของความหนาแน่นทางแสงของสารละลายกรดนิวคลีอิก

RNA ในเซลล์มีหลายประเภท:

1. ข้อมูล (หรือแม่แบบ) RNA (mRNA หรือ mRNA) และบรรพบุรุษของมัน - RNA นิวเคลียร์ต่างกัน (g-n-RNA)
2. ถ่ายโอน RNA (t-RNA) และสารตั้งต้น
3. ไรโบโซม (r-RNA) และบรรพบุรุษ
4. RNA นิวเคลียร์ขนาดเล็ก (sn-RNA)
5. RNA นิวเคลียสขนาดเล็ก (sno-RNA)
6. การรู้จำสัญญาณ RNA (srp-RNA)
7. miRNA (mi-RNA)
8. ไมโทคอนเดรีย RNA (t+ RNA)

RNA . นิวเคลียสและข้อมูล (เมทริกซ์) ต่างกัน

RNA นิวเคลียร์ที่ต่างกันนั้นมีลักษณะเฉพาะของยูคาริโอต เป็นสารตั้งต้นของ RNA ของผู้ส่งสาร (i-RNA) ซึ่งนำข้อมูลทางพันธุกรรมจาก DNA นิวเคลียร์ไปยังไซโตพลาสซึม RNA นิวเคลียร์ต่างกัน (pre-mRNA) ถูกค้นพบโดยนักชีวเคมีชาวโซเวียต G. P. Georgiev จำนวนชนิดของ g-RNA เท่ากับจำนวนยีน เนื่องจากมันทำหน้าที่เป็นสำเนาโดยตรงของลำดับการเข้ารหัสของจีโนม เนื่องจากมีสำเนาของ DNA palindromes ดังนั้นโครงสร้างรองจึงมีกิ๊บติดผมและส่วนเชิงเส้น . เอ็นไซม์ RNA polymerase II มีบทบาทสำคัญในการถอดรหัส RNA จาก DNA

Messenger RNA เกิดขึ้นจากการประมวลผล (การเจริญเติบโต) ของ rn-RNA ในระหว่างที่กิ๊บติดผมถูกตัดออก บริเวณที่ไม่มีการเข้ารหัส (introns) จะถูกตัดออก และการเข้ารหัส exons จะถูกติดกาวเข้าด้วยกัน

Messenger RNA (i-RNA) เป็นสำเนาของส่วนหนึ่งของ DNA และทำหน้าที่เป็นพาหะของข้อมูลทางพันธุกรรมจาก DNA ไปยังไซต์ของการสังเคราะห์โปรตีน (ไรโบโซม) และเกี่ยวข้องโดยตรงกับการรวมตัวของโมเลกุล

RNA ของผู้ส่งสารที่เป็นผู้ใหญ่มีหลายภูมิภาคที่มีบทบาทหน้าที่ต่างกัน (รูปที่)

• ที่ปลาย 5 "คือสิ่งที่เรียกว่า "ฝาครอบ" หรือฝาครอบ - ส่วนหนึ่งของนิวคลีโอไทด์ที่ดัดแปลงหนึ่งถึงสี่โครงสร้างนี้ปกป้องปลาย 5" ของ mRNA จากเอนโดนิวคลีเอส
• ด้านหลัง "หมวก" เป็นบริเวณที่ไม่ได้แปล 5 "ซึ่งเป็นลำดับของนิวคลีโอไทด์หลายสิบตัว เป็นส่วนเสริมของส่วนหนึ่งของ r-RNA ที่เป็นส่วนหนึ่งของหน่วยย่อยขนาดเล็กของไรโบโซม ด้วยเหตุนี้ มันจึงทำหน้าที่ สำหรับการยึดเหนี่ยวเบื้องต้นของ m-RNA กับไรโบโซม แต่ตัวมันเองไม่แพร่ภาพ
• การเริ่มต้น codon - การเข้ารหัส AUG methionine mRNA ทั้งหมดมีโคดอนเริ่มต้นเหมือนกัน การแปล (การอ่าน) ของ mRNA เริ่มต้นด้วยมัน หากไม่ต้องการเมไทโอนีนหลังจากการสังเคราะห์สายโซ่เปปไทด์ ตามกฎแล้ว จะถูกแยกออกจากปลาย N
• codon เริ่มต้นตามด้วยส่วนการเข้ารหัสซึ่งมีข้อมูลเกี่ยวกับลำดับของกรดอะมิโนในโปรตีน ในยูคาริโอต mRNA ที่โตเต็มที่จะเป็นโมโนซิสโทรนิก แต่ละคนมีข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างของสายโซ่โพลีเปปไทด์เพียงเส้นเดียว

  อีกสิ่งหนึ่งคือบางครั้งสายโซ่เปปไทด์หลังจากการก่อตัวบนไรโบโซมไม่นานก็ถูกตัดเป็นสายเล็กๆ หลายสาย สิ่งนี้เกิดขึ้นตัวอย่างเช่นในการสังเคราะห์อินซูลินและฮอร์โมนโอลิโกเปปไทด์จำนวนหนึ่ง

  ส่วนการเข้ารหัสของยูคาริโอต mRNA ที่เจริญเต็มที่นั้นไม่มีอินตรอน - ลำดับที่ไม่เข้ารหัสใดๆ กล่าวอีกนัยหนึ่ง มีลำดับความรู้สึกต่อเนื่องที่ต้องอ่านในทิศทาง 5" -> 3"

• ในตอนท้ายของลำดับนี้มี codon สิ้นสุด - หนึ่งในสาม codon "ไร้ความหมาย": UAA, UAG หรือ UGA (ดูตารางรหัสพันธุกรรมด้านล่าง)
• codon นี้อาจตามด้วยภูมิภาคที่ไม่ได้แปล 3' อีกอัน ซึ่งยาวกว่าภูมิภาคที่ไม่ได้แปล 5' มาก
• ในที่สุด mRNA ของยูคาริโอตที่เจริญเต็มที่เกือบทั้งหมด (ยกเว้นฮิสโตน mRNAs) มีชิ้นส่วนโพลี(A) ของ 150–200 อะดีนิลนิวคลีโอไทด์ที่ปลาย 3'

บริเวณที่ไม่ได้แปล 3' และชิ้นส่วนโพลี (A) เกี่ยวข้องกับการควบคุมอายุขัยของ mRNA เนื่องจากการทำลาย mRNA นั้นดำเนินการโดย 3'-exonucleases หลังจากการแปล mRNA เสร็จสิ้น นิวคลีโอไทด์ 10–15 ตัวจะถูกแยกออกจากชิ้นส่วนโพลี (A) เมื่อชิ้นส่วนนี้หมดลง ส่วนสำคัญของ mRNA จะเริ่มลดระดับลง (ถ้าบริเวณที่ไม่ได้แปล 3'-untranslated หายไป)

จำนวนนิวคลีโอไทด์ทั้งหมดใน mRNA มักจะแตกต่างกันไปภายในสองสามพัน ในกรณีนี้ ส่วนเข้ารหัสในบางครั้งสามารถอธิบายได้เพียง 60-70% ของนิวคลีโอไทด์

ในเซลล์ โมเลกุล mRNA มักเกี่ยวข้องกับโปรตีน หลังอาจทำให้โครงสร้างเชิงเส้นของ mRNA เสถียร กล่าวคือ ป้องกันการก่อตัวของ "กิ๊บติดผม" ในส่วนการเข้ารหัส นอกจากนี้ โปรตีนยังสามารถปกป้อง mRNA จากการเสื่อมสภาพก่อนวัยอันควร คอมเพล็กซ์ของ mRNA ที่มีโปรตีนบางครั้งเรียกว่าอินโฟโมโซม

ถ่ายโอน RNA ในไซโตพลาสซึมของเซลล์นำกรดอะมิโนในรูปแบบกระตุ้นไปยังไรโบโซม โดยที่พวกมันจะถูกรวมเป็นสายเปปไทด์ในลำดับเฉพาะ ซึ่งกำหนดโดยเทมเพลต RNA (mRNA) ในปัจจุบัน ข้อมูลลำดับนิวคลีโอไทด์ของ tRNA มากกว่า 1,700 ชนิดจากสิ่งมีชีวิตโปรคาริโอตและยูคาริโอตเป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้ว ทั้งหมดมีลักษณะร่วมกันทั้งในโครงสร้างหลักและในลักษณะที่สายโซ่โพลีนิวคลีโอไทด์ถูกพับเป็นโครงสร้างทุติยภูมิอันเนื่องมาจากปฏิกิริยาเสริมของนิวคลีโอไทด์ที่รวมอยู่ในโครงสร้าง

โอน RNA ในองค์ประกอบของมันประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์ไม่เกิน 100 ซึ่งในจำนวนนี้มีนิวคลีโอไทด์เล็กน้อยหรือดัดแปลงในปริมาณมาก RNA การถ่ายโอนที่ถอดรหัสอย่างสมบูรณ์ครั้งแรกคือ RNA อะลานีนที่แยกได้จากยีสต์ การวิเคราะห์พบว่า RNA ของอะลานีนประกอบด้วย 77 นิวคลีโอไทด์ที่จัดเรียงตามลำดับที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด พวกเขารวมถึงนิวคลีโอไทด์ที่เรียกว่าไมเนอร์ซึ่งแสดงโดยนิวคลีโอไซด์ผิดปรกติ ไดไฮโดรริดีน (dgU) และซูโดริดีน (Ψ); อินโนซีน (I): เมื่อเปรียบเทียบกับอะดีโนซีน กลุ่มอะมิโนจะถูกแทนที่ด้วยกลุ่มคีโต เมทิลลิโนซีน (mI), เมทิล- และไดเมทิลกัวโนซีน (มก. และม. 2 G); เมทิลยูริดีน (mU): เช่นเดียวกับไรโบไทมิดีน อะลานีน tRNA ประกอบด้วยเบสที่ผิดปกติ 9 ตัวที่มีหมู่เมทิลหนึ่งกลุ่มหรือมากกว่า ซึ่งถูกยึดติดกับเอนไซม์หลังจากการก่อตัวของพันธะฟอสโฟไดสเตอร์ระหว่างนิวคลีโอไทด์ ฐานเหล่านี้ไม่สามารถสร้างคู่ธรรมดาได้ บางทีพวกมันอาจทำหน้าที่ป้องกันการจับคู่เบสในบางส่วนของโมเลกุล และด้วยเหตุนี้จึงเปิดเผยกลุ่มเคมีเฉพาะที่สร้างพันธะรองกับ RNA ของผู้ส่งสาร ไรโบโซม หรือบางทีด้วยเอ็นไซม์ที่จำเป็นในการยึดกรดอะมิโนบางตัวเข้ากับ RNA การถ่ายโอนที่สอดคล้องกัน ลำดับนิวคลีโอไทด์ที่ทราบใน tRNA โดยพื้นฐานแล้วหมายความว่าลำดับของมันในยีนที่สังเคราะห์ tRNA นี้เป็นที่รู้จักเช่นกัน ลำดับนี้สามารถได้รับมาตามกฎการจับคู่พื้นฐานที่กำหนดโดยวัตสันและคริก ในปี 1970 มีการสังเคราะห์โมเลกุลดีเอ็นเอสายคู่ที่สมบูรณ์ซึ่งมีลำดับที่สอดคล้องกันของ 77 นิวคลีโอไทด์ และปรากฏว่าโมเลกุลนี้สามารถใช้เป็นแม่แบบสำหรับการสร้าง RNA การถ่ายโอนอะลานีน เป็นยีนที่สังเคราะห์ขึ้นเป็นครั้งแรก

การถอดความ tRNA

การถอดความโมเลกุล tRNA เกิดขึ้นจากลำดับการเข้ารหัส DNA โดยมีส่วนร่วมของเอนไซม์ RNA polymerase III ในระหว่างการถอดรหัส โครงสร้างหลักของ tRNA จะเกิดขึ้นในรูปของโมเลกุลเชิงเส้น การก่อตัวเริ่มต้นด้วยการรวบรวมลำดับนิวคลีโอไทด์โดย RNA polymerase ตามยีนที่มีข้อมูลเกี่ยวกับการถ่ายโอน RNA ลำดับนี้เป็นสายพอลินิวคลีโอไทด์เชิงเส้นซึ่งนิวคลีโอไทด์ติดตามกัน สายโซ่โพลีนิวคลีโอไทด์เชิงเส้นคือ RNA ปฐมภูมิ ซึ่งเป็นสารตั้งต้นของ tRNA ซึ่งรวมถึงอินตรอน - นิวคลีโอไทด์ที่มากเกินไปซึ่งไม่ได้ให้ข้อมูล ในระดับองค์กรนี้ pre-tRNA จะไม่ทำงาน pre-tRNA ก่อตัวขึ้นในตำแหน่งต่างๆ ใน ​​DNA ของโครโมโซม มีนิวคลีโอไทด์มากกว่า 40 ตัวเมื่อเปรียบเทียบกับ tRNA ที่เจริญเต็มที่

ในขั้นตอนที่สอง สารตั้งต้นของ tRNA ที่สังเคราะห์ขึ้นใหม่จะผ่านการสุกหรือประมวลผลภายหลังการถอดเสียง ในระหว่างการประมวลผล ส่วนเกินที่ไม่ได้ให้ข้อมูลใน pre-RNA จะถูกลบออกและทำให้เต็มที่ โมเลกุล RNA ที่ใช้งานได้จะถูกสร้างขึ้น

การประมวลผล pre-tRNA

การประมวลผลเริ่มต้นด้วยการก่อตัวของพันธะไฮโดรเจนภายในโมเลกุลในการถอดรหัสและโมเลกุล tRNA จะอยู่ในรูปของโคลเวอร์ลีฟ นี่คือระดับรองขององค์กร tRNA ซึ่งโมเลกุล tRNA ยังไม่สามารถทำงานได้ ถัดไป บริเวณที่ไม่ให้ข้อมูลจะถูกตัดออกจาก pre-RNA บริเวณที่ให้ข้อมูลของ "ยีนที่เสียหาย" จะถูกต่อเข้าด้วยกัน - การประกบและการดัดแปลงบริเวณปลาย 5'- และ 3' ของ RNA

การตัดตอนบริเวณที่ไม่ได้ให้ข้อมูลของ pre-RNA ทำได้โดยใช้ไรโบนิวคลีเอส (exo- และเอนโดนิวคลีเอส) หลังจากกำจัดนิวคลีโอไทด์ส่วนเกินออก จะเกิดเมทิลเลชันของเบส tRNA ปฏิกิริยานี้ดำเนินการโดยเมทิลทรานสเฟอเรส S-adenosylmethionine ทำหน้าที่เป็นผู้บริจาคกลุ่มเมทิล เมทิลเลชั่นป้องกันการทำลาย tRNA โดยนิวคลีเอส tRNA ที่โตเต็มที่ในที่สุดนั้นถูกสร้างขึ้นโดยการติดนิวคลีโอไทด์สามตัว (ปลายตัวรับ) - CCA ซึ่งดำเนินการโดย RNA polymerase พิเศษ

เมื่อเสร็จสิ้นการประมวลผล พันธะไฮโดรเจนเพิ่มเติมจะก่อตัวขึ้นอีกครั้งในโครงสร้างทุติยภูมิ เนื่องจาก tRNA ส่งผ่านไปยังระดับตติยภูมิขององค์กร และใช้รูปแบบของรูปแบบที่เรียกว่า L ในรูปแบบนี้ tRNA จะเข้าสู่ไฮยาโลพลาสซึม

โครงสร้าง tRNA

โครงสร้างของการถ่ายโอน RNA ขึ้นอยู่กับสายโซ่ของนิวคลีโอไทด์ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากนิวคลีโอไทด์สายโซ่ใดๆ มีส่วนที่มีประจุบวกและลบ จึงไม่สามารถอยู่ในเซลล์ในสถานะที่คลี่ออกได้ ชิ้นส่วนที่มีประจุเหล่านี้ถูกดึงดูดเข้าหากัน ทำให้เกิดพันธะไฮโดรเจนซึ่งกันและกันอย่างง่ายดายตามหลักการของการเติมเต็ม พันธะไฮโดรเจนจะบิดเกลียว tRNA อย่างแปลกประหลาดและตรึงไว้ในตำแหน่งนั้น เป็นผลให้โครงสร้างรองของ t-RNA มีรูปแบบของ "ใบโคลเวอร์" (รูปที่) ซึ่งมี 4 ส่วนที่เป็นเกลียวคู่ในโครงสร้าง ปริมาณนิวคลีโอไทด์เล็กน้อยหรือที่ถูกดัดแปลงที่มีเนื้อหาสูงที่ระบุไว้ในสาย tRNA และไม่สามารถทำอันตรกิริยาเสริมกันก่อให้เกิดบริเวณที่เป็นเกลียวเดี่ยว 5 แห่ง

ที่. โครงสร้างทุติยภูมิของ tRNA เกิดขึ้นจากการจับคู่อินทราสแตรนด์ของนิวคลีโอไทด์เสริมของแต่ละส่วนของ tRNA บริเวณของ tRNA ไม่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของพันธะไฮโดรเจนระหว่างนิวคลีโอไทด์ก่อให้เกิดลูปหรือการเชื่อมโยงเชิงเส้น บริเวณโครงสร้างต่อไปนี้มีความโดดเด่นใน tRNA:

1. เว็บไซต์ตัวรับ (สิ้นสุด)ประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์ที่จัดเรียงเป็นเส้นตรงสี่ตัว โดยสามตัวมีลำดับเดียวกันใน tRNA - CCA ทุกประเภท ไฮดรอกซิล 3 "-OH ของอะดีโนซีนเป็นอิสระ กรดอะมิโนติดอยู่กับกลุ่มคาร์บอกซิล ดังนั้นชื่อของส่วนนี้ของ tRNA จึงเป็นตัวรับ กรดอะมิโน tRNA ที่จับกับกลุ่ม 3"-ไฮดรอกซิลของอะดีโนซีนจะส่ง กรดอะมิโนไปยังไรโบโซมซึ่งเกิดการสังเคราะห์โปรตีน
2. แอนติโคดอนลูปมักเกิดขึ้นจากนิวคลีโอไทด์เจ็ดตัว ประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์จำนวน 3 ตัวที่จำเพาะต่อ tRNA แต่ละตัว เรียกว่าแอนติโคดอน แอนติโคดอน tRNA จับคู่กับโคดอน mRNA ตามหลักการของการเติมเต็ม อันตรกิริยาระหว่างโคดอนกับแอนติโคดอนกำหนดลำดับการจัดเรียงกรดอะมิโนในสายพอลิเปปไทด์ระหว่างการประกอบในไรโบโซม
3. Pseudouridyl loop (หรือ TΨC loop)ประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์เจ็ดชนิดและจำเป็นต้องมีกรดซูโดริดิลิกตกค้าง สันนิษฐานว่าห่วงซูโดริดิลเกี่ยวข้องกับการจับ tRNA กับไรโบโซม
4. Dihydrouridine หรือ D-loopโดยปกติแล้วจะประกอบด้วยสารตกค้างของนิวคลีโอไทด์ 8-12 ซึ่งจำเป็นต้องมีสารตกค้างไดไฮโดรริดีนหลายตัว เป็นที่เชื่อกันว่า D-loop จำเป็นสำหรับการจับกับ aminoacyl-tRNA synthetase ซึ่งเกี่ยวข้องกับการรับรู้ tRNA ของมันด้วยกรดอะมิโน (ดู "การสังเคราะห์โปรตีน")
5. วงเพิ่มเติมซึ่งมีขนาดและองค์ประกอบของนิวคลีโอไทด์แตกต่างกันไปใน tRNA ต่างๆ

โครงสร้างระดับอุดมศึกษาของ tRNA ไม่มีรูปร่างของโคลเวอร์ลีฟอีกต่อไป เนื่องจากการก่อตัวของพันธะไฮโดรเจนระหว่างนิวคลีโอไทด์จากส่วนต่าง ๆ ของ "ใบโคลเวอร์" กลีบของมันพันรอบร่างกายของโมเลกุลและถูกยึดไว้ในตำแหน่งนี้ด้วยพันธะแวนเดอร์วาลส์ซึ่งคล้ายกับรูปร่างของตัวอักษร G หรือ L . การมีอยู่ของโครงสร้างระดับอุดมศึกษาที่มีเสถียรภาพเป็นคุณลักษณะอื่นของ t -RNA ตรงกันข้ามกับโพลีนิวคลีโอไทด์ mRNA เชิงเส้นยาว คุณสามารถเข้าใจได้อย่างชัดเจนว่าส่วนต่าง ๆ ของโครงสร้างทุติยภูมิ t-RNA นั้นโค้งงออย่างไรในระหว่างการก่อตัวของโครงสร้างระดับอุดมศึกษาโดยการเปรียบเทียบสีของไดอะแกรมของโครงสร้างทุติยภูมิและตติยภูมิของ t-RNA

โอน RNAs (tRNAs) นำกรดอะมิโนจากไซโตพลาสซึมไปยังไรโบโซมในระหว่างการสังเคราะห์โปรตีน จากตารางที่มีรหัสพันธุกรรม จะเห็นว่ากรดอะมิโนแต่ละชนิดถูกเข้ารหัสโดยลำดับนิวคลีโอไทด์หลายลำดับ ดังนั้น กรดอะมิโนแต่ละชนิดจึงมี RNA การถ่ายโอนของตัวเอง เป็นผลให้มี tRNA ที่หลากหลายตั้งแต่หนึ่งถึงหกชนิดสำหรับกรดอะมิโน 20 ตัวแต่ละชนิด ประเภทของ tRNA ที่สามารถจับกรดอะมิโนตัวเดียวกันได้เรียกว่าไอโซแอคเซพเตอร์ (ตัวอย่างเช่น อะลานีนสามารถติดกับ tRNA ได้ ซึ่งแอนติโคดอนจะประกอบกับโคดอน GCU, GCC, GCA, GCG) ความจำเพาะของ tRNA ถูกระบุโดยตัวยก เช่น tRNA Ala

สำหรับกระบวนการสังเคราะห์โปรตีน ส่วนหน้าที่หลักของ t-RNA คือ: anticodon - ลำดับของนิวคลีโอไทด์ที่อยู่บนวง anticodon ประกอบกับ codon ของข้อมูล RNA (i-RNA) และส่วนตัวรับ - จุดสิ้นสุดของ t -RNA ตรงข้ามกับแอนติโคดอนซึ่งมีกรดอะมิโนติดอยู่ ลำดับเบสในแอนติโคดอนขึ้นอยู่กับชนิดของกรดอะมิโนที่ติดอยู่ที่ปลาย 3" โดยตรง ตัวอย่างเช่น tRNA แอนติโคดอนที่มีลำดับ 5"-CCA-3" สามารถขนส่งกรดอะมิโนทริปโตเฟนเท่านั้น ควรสังเกตว่าการพึ่งพาอาศัยกันนี้เป็นหัวใจสำคัญของการถ่ายโอนข้อมูลทางพันธุกรรมซึ่งเป็นพาหะของ t-RNA

ในกระบวนการสังเคราะห์โปรตีน แอนติโคดอนของ tRNA จะจดจำลำดับสามตัวอักษรของรหัสพันธุกรรม (โคดอน) ของไอ-อาร์เอ็นเอ โดยจับคู่กับกรดอะมิโนที่สอดคล้องกันเพียงอย่างเดียวซึ่งจับจ้องอยู่ที่ปลายอีกด้านหนึ่งของ tRNA เฉพาะในกรณีที่แอนติโคดอนเป็นส่วนเสริมของภูมิภาค mRNA เท่านั้นที่สามารถถ่ายโอน RNA เข้าร่วมและบริจาคกรดอะมิโนที่ถ่ายโอนสำหรับการก่อตัวของสายโปรตีน ปฏิสัมพันธ์ของ t-RNA และ i-RNA เกิดขึ้นในไรโบโซมซึ่งเป็นผู้มีส่วนร่วมในการแปลด้วย

การรับรู้ tRNA ของกรดอะมิโนและ codon ของ i-RNA นั้นเกิดขึ้นในวิธีใดวิธีหนึ่ง:

• การจับกันของกรดอะมิโน "ของตัวเอง" กับ tRNA เกิดขึ้นด้วยความช่วยเหลือของเอ็นไซม์ - อะมิโนอะซิล-tRNA สังเคราะห์ที่จำเพาะ

  มีการสังเคราะห์ aminoacyl-tRNA ที่หลากหลาย ตามจำนวน tRNA ที่ใช้โดยกรดอะมิโน เรียกสั้นๆ ว่า ARSases การสังเคราะห์อะมิโนอะซิล-tRNA เป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ (น้ำหนักโมเลกุล 100,000 - 240,000) ที่มีโครงสร้างเป็นสี่ส่วน พวกเขารู้จักกรด tRNA และกรดอะมิโนโดยเฉพาะและกระตุ้นการรวมตัวของพวกมัน กระบวนการนี้ต้องการ ATP ซึ่งเป็นพลังงานที่ใช้ในการกระตุ้นกรดอะมิโนจากปลายคาร์บอกซิลและยึดติดกับไฮดรอกซิล (3 "-OH) ของปลายตัวรับอะดีโนซีน (CCA) ของ tRNA เชื่อกันว่าในโมเลกุล ของการสังเคราะห์อะมิโนอะซิล-tRNA แต่ละตัวมีศูนย์การจับอย่างน้อยศูนย์การจับอย่างน้อยสามแห่ง: สำหรับกรดอะมิโน, ไอโซแอคเซพเตอร์ tRNAs และ ATP ที่ศูนย์จับ พันธะโควาเลนต์จะเกิดขึ้นเมื่อกรดอะมิโนของ tRNA ตรงกัน และพันธะดังกล่าว จะถูกไฮโดรไลซ์ในกรณีที่ไม่ตรงกัน (สิ่งที่แนบมากับ tRNA ของกรดอะมิโนที่ "ผิด")

  ARSase มีความสามารถในการเลือกใช้ tRNA ที่หลากหลายสำหรับกรดอะมิโนแต่ละชนิดเมื่อรับรู้ เช่น การเชื่อมโยงชั้นนำในการรับรู้คือกรดอะมิโนและปรับ tRNA ของตัวเองให้เข้ากับมัน นอกจากนี้ tRNA โดยการแพร่กระจายอย่างง่าย จะถ่ายโอนกรดอะมิโนที่ติดอยู่กับมันไปยังไรโบโซม ซึ่งโปรตีนประกอบขึ้นจากกรดอะมิโนที่ให้มาในรูปของอะมิโนอะซิล-tRNA ต่างๆ

  

  การจับกรดอะมิโนกับ tRNA

  การจับกันของ tRNA และกรดอะมิโนเกิดขึ้นดังนี้ (รูปที่): กรดอะมิโนและโมเลกุล ATP ติดอยู่กับ aminoacyl-tRNA synthetase สำหรับอะมิโนอะเซทิเลชันที่ตามมา โมเลกุล ATP จะปล่อยพลังงานโดยแยกกลุ่มฟอสเฟตออกสองกลุ่ม AMP ที่เหลือ (อะดีโนซีนโมโนฟอสเฟต) จะเกาะติดกับกรดอะมิโน เพื่อเตรียมพร้อมสำหรับการเชื่อมต่อกับตำแหน่งตัวรับของ tRNA - กิ๊บของตัวรับ หลังจากนั้น ซินธิเทสจะติด tRNA ที่เกี่ยวข้องกับกรดอะมิโนที่สอดคล้องกัน ในขั้นตอนนี้จะมีการตรวจสอบความสอดคล้องของ tRNA กับ synthetase ในกรณีของการจับคู่ tRNA ยึดติดกับการสังเคราะห์อย่างแน่นหนาโดยเปลี่ยนโครงสร้างซึ่งนำไปสู่การเปิดตัวกระบวนการของ aminoacylation - การเกาะติดของกรดอะมิโนกับ tRNA

  อะมิโนแอซิเลชันเกิดขึ้นเมื่อโมเลกุล AMP ที่ติดอยู่กับกรดอะมิโนถูกแทนที่ด้วยโมเลกุล tRNA หลังจากการแทนที่นี้ AMP จะออกจากการสังเคราะห์และ tRNA จะถูกกักไว้เพื่อตรวจสอบกรดอะมิโนครั้งสุดท้าย

  การตรวจสอบความสอดคล้องของ tRNA กับกรดอะมิโนที่แนบมา

  แบบจำลองการสังเคราะห์สำหรับตรวจสอบความสอดคล้องของ tRNA กับกรดอะมิโนที่ติดอยู่จะถือว่ามีศูนย์ที่ใช้งานอยู่สองแห่ง ได้แก่ การสังเคราะห์และการแก้ไข ในศูนย์สังเคราะห์ tRNA ติดอยู่กับกรดอะมิโน ไซต์ตัวรับของ tRNA ที่จับโดยซินธิเทสจะติดต่อกับศูนย์สังเคราะห์ก่อน ซึ่งมีกรดอะมิโนที่จับกับ AMP อยู่แล้ว การสัมผัสไซต์ตัวรับ tRNA นี้ทำให้เกิดการบิดผิดธรรมชาติจนกระทั่งมีกรดอะมิโนติดอยู่ หลังจากที่กรดอะมิโนติดอยู่กับไซต์ตัวรับของ tRNA ความจำเป็นที่ไซต์นี้จะอยู่ในศูนย์สังเคราะห์จะหายไป tRNA จะยืดและย้ายกรดอะมิโนที่ติดอยู่กับศูนย์แก้ไข หากขนาดของโมเลกุลกรดอะมิโนที่ติดอยู่กับ tRNA และขนาดของศูนย์แก้ไขไม่ตรงกัน กรดอะมิโนจะถือว่าไม่ถูกต้องและแยกออกจาก tRNA Synthetase พร้อมสำหรับรอบต่อไป เมื่อขนาดของโมเลกุลกรดอะมิโนที่ติดอยู่กับ tRNA และขนาดของศูนย์การแก้ไขตรงกัน tRNA ที่ประจุด้วยกรดอะมิโนจะถูกปล่อยออกมา: มันพร้อมที่จะมีบทบาทในการแปลโปรตีน และซินธิเตสก็พร้อมที่จะเกาะติดกับกรดอะมิโนและ tRNA ใหม่ แล้วเริ่มวัฏจักรอีกครั้ง

  การเชื่อมต่อของกรดอะมิโนที่ไม่เหมาะสมกับการสังเคราะห์เกิดขึ้นโดยเฉลี่ย 1 กรณีจาก 50,000 รายการและด้วย tRNA ที่ผิดพลาดเพียงครั้งเดียวต่อแสนสิ่งที่แนบมา

• ปฏิสัมพันธ์ของ mRNA codon และ tRNA anticodon เกิดขึ้นตามหลักการของการเติมเต็มและ antiparallelism

  การทำงานร่วมกันของ tRNA กับ mRNA codon ตามหลักการของการเติมเต็มและการต่อต้านขนานหมายถึง: เนื่องจากความหมายของ mRNA codon ถูกอ่านในทิศทาง 5 "-> 3" ดังนั้นควรอ่าน anticodon ใน tRNA ในทิศทาง 3 " -> 5". ในกรณีนี้ สองเบสแรกของ codon และ anticodon จะถูกจับคู่อย่างเคร่งครัด นั่นคือ มีเพียงคู่ A U และ GC เท่านั้นที่จะเกิดขึ้น การจับคู่ของเบสที่สามอาจเบี่ยงเบนไปจากหลักการนี้ คู่ที่ถูกต้องถูกกำหนดโดยแบบแผน:

  ดังต่อไปนี้จากโครงการ

  • โมเลกุล tRNA จับกับ codon ชนิดที่ 1 เท่านั้น ถ้านิวคลีโอไทด์ที่สามในแอนติโคดอนของมันคือ C หรือ A
  • tRNA จับกับ codon 2 ชนิด ถ้า anticodon ลงท้ายด้วย U หรือ G
  • และสุดท้าย tRNA จะจับกับ codon 3 ชนิด ถ้า anticodon ลงท้ายด้วย I (inosine nucleotide); สถานการณ์ดังกล่าวโดยเฉพาะอย่างยิ่งในอะลานีน tRNA

    จากนี้ไป การรับรู้ถึง 61 codons นั้นโดยหลักการแล้ว ไม่เหมือนกัน แต่ต้องมี tRNA ต่างกันจำนวนน้อยกว่า

  ไรโบโซม RNA

  

  ไรโบโซมอาร์เอ็นเอเป็นพื้นฐานสำหรับการก่อตัวของหน่วยย่อยไรโบโซม ไรโบโซมจัดให้มีการจัดเรียงเชิงพื้นที่ของ mRNA และ tRNA ระหว่างการสังเคราะห์โปรตีน

  ไรโบโซมแต่ละตัวประกอบด้วยหน่วยย่อยขนาดใหญ่และขนาดเล็ก ยูนิตย่อยประกอบด้วยโปรตีนและไรโบโซม RNA จำนวนมากที่ไม่ผ่านการแปล ไรโบโซม เช่น ไรโบโซม RNA มีค่าสัมประสิทธิ์การตกตะกอน (การตกตะกอน) ต่างกัน โดยวัดในหน่วย Svedberg (S) ค่าสัมประสิทธิ์นี้ขึ้นอยู่กับอัตราการตกตะกอนของหน่วยย่อยในระหว่างการหมุนเหวี่ยงในตัวกลางที่เป็นน้ำอิ่มตัว

  ยูคาริโอตไรโบโซมแต่ละตัวมีค่าสัมประสิทธิ์การตกตะกอนที่ 80S และโดยทั่วไปจะเรียกว่าอนุภาค 80S ประกอบด้วย

  • หน่วยย่อยขนาดเล็ก (40S) ที่มีไรโบโซมอาร์เอ็นเอที่มีค่าสัมประสิทธิ์การตกตะกอนของ 18S rRNA และ 30 โมเลกุลของโปรตีนต่างๆ
  • หน่วยย่อยขนาดใหญ่ (60S) ซึ่งประกอบด้วยโมเลกุล rRNA ที่แตกต่างกัน 3 ตัว (หนึ่งอันยาวและสองอันสั้น - 5S, 5.8S และ 28S) รวมถึงโมเลกุลโปรตีน 45 โมเลกุล

    หน่วยย่อยสร้าง "โครงกระดูก" ของไรโบโซม ซึ่งแต่ละหน่วยล้อมรอบด้วยโปรตีนของตัวเอง ค่าสัมประสิทธิ์การตกตะกอนของไรโบโซมที่สมบูรณ์ไม่ตรงกับผลรวมของสัมประสิทธิ์ของหน่วยย่อยทั้งสอง ซึ่งสัมพันธ์กับการกำหนดค่าเชิงพื้นที่ของโมเลกุล

  โครงสร้างของไรโบโซมในโปรคาริโอตและยูคาริโอตนั้นใกล้เคียงกัน ต่างกันที่น้ำหนักโมเลกุลเท่านั้น ไรโบโซมของแบคทีเรียมีค่าสัมประสิทธิ์การตกตะกอนที่ 70S และถูกกำหนดให้เป็นอนุภาค 70S ซึ่งบ่งชี้ว่าอัตราการตกตะกอนที่ต่ำกว่า ประกอบด้วย

  • ยูนิตย่อยขนาดเล็ก (30S) - 16S rRNA + โปรตีน
  • หน่วยย่อยขนาดใหญ่ (50S) - 23S rRNA + 5S rRNA + โปรตีนของหน่วยย่อยขนาดใหญ่ (รูปที่)

  ใน rRNA ในบรรดาฐานไนโตรเจน เนื้อหาของ guanine และ cytosine จะสูงกว่าปกติ นอกจากนี้ยังพบนิวคลีโอไซด์เล็กน้อย แต่ไม่บ่อยเท่าใน tRNA: ประมาณ 1% เหล่านี้ส่วนใหญ่เป็น ribose-methylated nucleosides โครงสร้างทุติยภูมิของ rRNA มีบริเวณและลูปที่เป็นเกลียวคู่จำนวนมาก (รูปที่) นั่นคือโครงสร้างของโมเลกุล RNA ที่เกิดขึ้นในสองกระบวนการที่ต่อเนื่องกัน - การถอดรหัส DNA และการทำให้สุก (การประมวลผล) ของ RNA

  การถอดความ rRNA จาก DNA และการประมวลผลของ rRNA

  Pre-rRNA ถูกผลิตขึ้นในนิวเคลียสซึ่งมีการถอดรหัส rRNA การถอดความ rRNA จาก DNA เกิดขึ้นด้วยความช่วยเหลือของ RNA polymerase เพิ่มเติมอีกสองตัว RNA polymerase I ถอดเสียง 5S, 5.8S และ 28S เป็นการถอดเสียง 45S แบบยาวหนึ่งรายการ จากนั้นจึงแยกเป็นส่วนที่ต้องการ สิ่งนี้ทำให้แน่ใจได้ว่ามีจำนวนโมเลกุลเท่ากัน ในร่างกายมนุษย์ แต่ละจีโนมเดี่ยวมีลำดับดีเอ็นเอประมาณ 250 ชุดที่เข้ารหัสการถอดเสียง 45S พวกมันอยู่ในกลุ่มที่ซ้ำกันห้ากลุ่ม (เช่น เป็นคู่อยู่ข้างหลังอีกคู่หนึ่ง) บนแขนสั้นของโครโมโซม 13, 14, 15, 21 และ 22 บริเวณเหล่านี้เรียกว่าตัวจัดระเบียบนิวเคลียส เนื่องจากการถอดความและการประมวลผลที่ตามมาของโครโมโซม การถอดเสียง 45S เกิดขึ้นภายในนิวเคลียส

  มียีน 5S-pRNA 2,000 ชุดในโครโมโซม 1 อย่างน้อยสามกลุ่ม การถอดรหัสจะดำเนินการต่อหน้า RNA polymerase III นอกนิวเคลียส

  ระหว่างการประมวลผล pre-rRNA มากกว่าครึ่งหนึ่งจะยังคงอยู่และปล่อย rRNA ที่โตเต็มที่ออกมา นิวคลีโอไทด์ rRNA บางตัวได้รับการดัดแปลง ซึ่งประกอบด้วยเมทิเลชันฐาน ปฏิกิริยานี้ดำเนินการโดยเมทิลทรานสเฟอเรส S-adenosylmethionine ทำหน้าที่เป็นผู้บริจาคกลุ่มเมทิล rRNA ที่โตเต็มที่จะรวมกันในนิวเคลียสด้วยโปรตีนของไรโบโซมที่มาจากไซโตพลาสซึมที่นี่และก่อตัวเป็นหน่วยย่อยไรโบโซมขนาดเล็กและขนาดใหญ่ rRNAs ที่โตเต็มที่จะถูกขนส่งจากนิวเคลียสไปยังไซโตพลาสซึมในคอมเพล็กซ์ที่มีโปรตีนซึ่งช่วยปกป้องพวกมันจากการถูกทำลายเพิ่มเติมและอำนวยความสะดวกในการถ่ายโอน

  ศูนย์ไรโบโซม

  ไรโบโซมแตกต่างจากออร์แกเนลล์ของเซลล์อื่นๆ อย่างมีนัยสำคัญ ในไซโตพลาสซึมเกิดขึ้นในสองสถานะ: ไม่ทำงานเมื่อหน่วยย่อยขนาดใหญ่และขนาดเล็กแยกออกจากกันและใช้งานอยู่ - ในระหว่างการปฏิบัติหน้าที่ - การสังเคราะห์โปรตีนเมื่อหน่วยย่อยเชื่อมต่อกัน

  กระบวนการของการรวมยูนิตย่อยไรโบโซมหรือการประกอบของไรโบโซมที่ทำงานอยู่เรียกว่าการเริ่มต้นการแปล แอสเซมบลีนี้เกิดขึ้นในลักษณะที่ได้รับคำสั่งอย่างเคร่งครัด ซึ่งจัดทำโดยศูนย์กลางการทำงานของไรโบโซม ศูนย์ทั้งหมดเหล่านี้ตั้งอยู่บนพื้นผิวสัมผัสของหน่วยย่อยทั้งสองของไรโบโซม ซึ่งรวมถึง:

  1. ศูนย์รวม mRNA (ศูนย์ M) มันถูกสร้างขึ้นโดยบริเวณ 18S rRNA ซึ่งเป็นส่วนเสริมสำหรับนิวคลีโอไทด์ 5-9 กับชิ้นส่วน mRNA ที่ไม่ได้แปล 5'
  2. ศูนย์เปปติดิล (P-center). ที่จุดเริ่มต้นของกระบวนการแปล aa-tRNA ที่เริ่มต้นจะผูกกับมัน ในยูคาริโอต codon ที่เริ่มต้นของ mRNA ทั้งหมดจะเข้ารหัสสำหรับ methionine เสมอ ดังนั้น aa-tRNA ที่เริ่มต้นจึงเป็นหนึ่งในสอง methionine aa-tRNAs ที่มีเครื่องหมายตัวห้อย i: Met-tRNA i Met ในขั้นตอนต่อมาของการแปล peptidyl-tRNA ที่มีส่วนสังเคราะห์ของเปปไทด์เชนอยู่ใน P-center

     บางครั้งพวกเขายังพูดถึงศูนย์ E (จาก "ทางออก" - ทางออก) โดยที่ tRNA ที่สูญเสียการเชื่อมต่อกับเปปทิดิลจะเคลื่อนที่ก่อนออกจากไรโบโซม อย่างไรก็ตาม ศูนย์นี้ถือได้ว่าเป็นส่วนสำคัญของ P-center

  3. ศูนย์กรดอะมิโน (A-center) - ที่ตั้งของ aa-tRNA ตัวถัดไป
  4. ศูนย์ Peptidyltransferase (ศูนย์ PTF) - กระตุ้นการถ่ายโอนเปปทิดิลจากองค์ประกอบของ peptidyl-tRNA ไปยัง aa-tRNA ถัดไปที่เข้าสู่ศูนย์ A ในกรณีนี้ พันธะเปปไทด์อีกอันหนึ่งจะก่อตัวขึ้นและเปปไทด์ถูกขยายโดยกรดอะมิโนหนึ่งตัว

  ทั้งในศูนย์กรดอะมิโนและในศูนย์เพปทิดิล แอนติโคดอนลูปของ tRNA ที่สอดคล้องกัน (aa-tRNA หรือเปปทิดิล-tRNA) จะหันหน้าเข้าหาศูนย์ M ซึ่งเป็นจุดยึดของ RNA ของผู้ส่งสาร (ซึ่งโต้ตอบกับ mRNA) อย่างชัดเจน และตัวรับ วนด้วยอะมิโนอะซิลหรือเปปทิดิลไปยังศูนย์ PTF

  การกระจายศูนย์ระหว่างหน่วยย่อย

  การกระจายศูนย์ระหว่างหน่วยย่อยของไรโบโซมเกิดขึ้นดังนี้:

  • ยูนิตย่อยขนาดเล็กเนื่องจากเป็นหน่วยย่อยนี้ที่มี 18S-rRNA โดยมีไซต์ที่ mRNA ผูกมัด M-center จึงตั้งอยู่บนยูนิตย่อยนี้ นอกจากนี้ ส่วนหลักของศูนย์ A และส่วนเล็กของศูนย์ P ก็อยู่ที่นี่เช่นกัน
  • หน่วยย่อยขนาดใหญ่. ส่วนที่เหลือของ P- และ A-center อยู่ที่พื้นผิวสัมผัส ในกรณีของ P-center นี่คือส่วนหลัก และในกรณีของ A-center ตำแหน่งการจับของลูปตัวรับ α-tRNA ที่มีเรดิคัลของกรดอะมิโน (aminoacyl); ส่วนที่เหลือและ aa-tRNA ส่วนใหญ่จับกับหน่วยย่อยขนาดเล็ก ศูนย์ PTF ยังเป็นของหน่วยย่อยขนาดใหญ่อีกด้วย
  สถานการณ์ทั้งหมดนี้กำหนดลำดับของการประกอบไรโบโซมในขั้นตอนการเริ่มต้นการแปล

  การเริ่มต้นไรโบโซม (การเตรียมไรโบโซมสำหรับการสังเคราะห์โปรตีน)

  การสังเคราะห์โปรตีนหรือการแปลเอง มักจะแบ่งออกเป็นสามขั้นตอน: การเริ่มต้น (จุดเริ่มต้น) การยืดตัว (การยืดตัวของสายพอลิเปปไทด์) และการสิ้นสุด (สิ้นสุด) ในระยะเริ่มต้น ไรโบโซมพร้อมสำหรับการทำงาน: การเชื่อมต่อของหน่วยย่อย ในไรโบโซมของแบคทีเรียและยูคาริโอต การเชื่อมต่อของหน่วยย่อยและจุดเริ่มต้นของการแปลดำเนินไปในรูปแบบต่างๆ

  การเริ่มออกอากาศเป็นกระบวนการที่ช้าที่สุด นอกจากหน่วยย่อยของไรโบโซม, mRNA และ tRNA, GTP และปัจจัยการเริ่มต้นโปรตีนสามตัว (IF-1, IF-2 และ IF-3) ซึ่งไม่ใช่ส่วนประกอบสำคัญของไรโบโซม ก็มีส่วนร่วมด้วย ปัจจัยการเริ่มต้นอำนวยความสะดวกในการผูก mRNA กับหน่วยย่อยขนาดเล็กและ GTP GTP ผ่านการไฮโดรไลซิสให้พลังงานสำหรับการปิดหน่วยย่อยของไรโบโซม

  

  1. การเริ่มต้นเริ่มต้นเมื่อหน่วยย่อยขนาดเล็ก (40S) จับกับปัจจัยการเริ่มต้น IF-3 ส่งผลให้เกิดอุปสรรคต่อการผูกมัดของหน่วยย่อยขนาดใหญ่ก่อนเวลาอันควรและความเป็นไปได้ของการแนบ mRNA กับหน่วยย่อย
  2. นอกจากนี้ mRNA (ที่มีบริเวณที่ไม่ได้แปลขนาด 5 ฟุต) จะรวมกลุ่มย่อย "small subunit (40S) + IF-3" ไว้ด้วย ในกรณีนี้ codon เริ่มต้น (AUG) จะอยู่ที่ระดับของ peptidyl center ของไรโบโซมในอนาคต .
  3. นอกจากนี้ ปัจจัยการเริ่มต้นอีกสองปัจจัยเข้าร่วมคอมเพล็กซ์ "หน่วยย่อยขนาดเล็ก + IF-3 + mRNA": IF-1 และ IF-2 ในขณะที่ปัจจัยหลังมี RNA การถ่ายโอนพิเศษซึ่งเรียกว่า aa-tRNA ที่เริ่มต้น คอมเพล็กซ์ยังรวมถึง GTP

     หน่วยย่อยขนาดเล็กจับกับ mRNA และนำเสนอสอง codon สำหรับการอ่าน ในระยะแรก โปรตีน IF-2 จะยึดตัวเริ่มต้น aa-tRNA codon ที่สองปิดโปรตีน IF-1 ซึ่งบล็อกมันและไม่อนุญาตให้ tRNA ถัดไปเข้าร่วมจนกว่าไรโบโซมจะประกอบกันจนสุด

  4. หลังจากการผูกมัดของ aa-tRNA ที่เริ่มต้น เช่น Met-tRNA i Met เนื่องจากการมีปฏิสัมพันธ์เสริมกับ mRNA (การเริ่มต้น codon AUG) และการตั้งค่าไว้ในตำแหน่ง P-center จะเกิดการจับกันของหน่วยย่อยไรโบโซม GTP ถูกไฮโดรไลซ์เป็น GDP และฟอสเฟตอนินทรีย์ และพลังงานที่ปล่อยออกมาเมื่อพันธะที่มีพลังงานสูงถูกทำลายจะสร้างแรงกระตุ้นทางอุณหพลศาสตร์เพื่อให้กระบวนการดำเนินไปในทิศทางที่ถูกต้อง ปัจจัยการเริ่มต้นออกจากไรโบโซมพร้อมกัน

  ดังนั้นจึงมีการสร้าง "แซนวิช" ที่มีส่วนประกอบหลักสี่อย่าง ในเวลาเดียวกัน mRNA codon (AUG) ที่เริ่มต้นและ aa-tRNA ที่เริ่มต้นที่เกี่ยวข้องจะอยู่ที่จุดศูนย์กลาง P ของไรโบโซมที่ประกอบเข้าด้วยกัน หลังในการก่อตัวของพันธะเปปไทด์แรกเล่นบทบาทของ peptidyl-tRNA

  

  การถอดเสียง RNA ที่สังเคราะห์โดย RNA polymerase มักจะได้รับการเปลี่ยนแปลงของเอนไซม์เพิ่มเติม เรียกว่าการประมวลผลภายหลังการถอดเสียง และหลังจากนั้นเท่านั้นที่พวกเขาได้รับกิจกรรมการทำงาน การถอดเสียงของ RNA ของผู้ส่งสารที่ยังไม่บรรลุนิติภาวะเรียกว่า RNA นิวเคลียร์ต่างกัน (hnRNA) ประกอบด้วยส่วนผสมของโมเลกุล RNA ที่ยาวมากซึ่งประกอบด้วยอินตรอนและเอ็กซอน การเจริญเติบโต (การประมวลผล) ของ hnRNA ในยูคาริโอตประกอบด้วยหลายขั้นตอน ซึ่งหนึ่งในนั้นคือการกำจัดอินตรอน - ลำดับการแทรกที่ไม่ได้แปลและการหลอมรวมของเอ็กซอน กระบวนการดำเนินไปในลักษณะที่ exons ที่ต่อเนื่องกัน เช่น การเข้ารหัสชิ้นส่วน mRNA ไม่เคยแยกจากกันทางกายภาพ Exons เชื่อมต่อซึ่งกันและกันอย่างแม่นยำด้วยโมเลกุลที่เรียกว่า RNA นิวเคลียร์ขนาดเล็ก (snRNAs) หน้าที่ของ RNA นิวเคลียร์แบบสั้นเหล่านี้ ซึ่งประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์ประมาณหนึ่งร้อยตัว ยังคงไม่ชัดเจนเป็นเวลานาน มันถูกจัดตั้งขึ้นหลังจากพบว่าลำดับนิวคลีโอไทด์ของพวกมันประกอบกับลำดับที่ปลายของแต่ละอินตรอน อันเป็นผลมาจากการจับคู่ของเบสที่มีอยู่ใน snRNA และที่ส่วนท้ายของอินตรอนแบบลูป ลำดับของเอ็กซอนสองตัวเข้าหากันในลักษณะที่เป็นไปได้ที่จะเอาอินตรอนที่แยกออกจากกันและการเชื่อมต่อด้วยเอนไซม์ (การประกบ) ของชิ้นส่วนการเข้ารหัส (เอ็กซอน). ดังนั้น โมเลกุล snRNA จึงเล่นบทบาทของแม่แบบชั่วคราวที่ทำให้ปลายของ exons สองตัวอยู่ใกล้กันเพื่อให้เกิดการประกบในตำแหน่งที่ถูกต้อง (รูปที่)

  การแปลง hnRNA เป็น mRNA โดยการเอาอินตรอนออกเกิดขึ้นในคอมเพล็กซ์โปรตีน RNA นิวเคลียร์ที่เรียกว่า splicesome spliceome แต่ละตัวมีนิวเคลียสซึ่งประกอบด้วยไรโบนิวคลีโอโปรตีนนิวเคลียร์ขนาดเล็ก (น้ำหนักโมเลกุลต่ำ) หรือ snurps การตัดทอนแต่ละตัวมี RNA นิวเคลียร์ขนาดเล็กอย่างน้อยหนึ่งตัวและโปรตีนหลายชนิด มี RNA นิวเคลียร์ขนาดเล็กที่แตกต่างกันหลายร้อยตัวที่ถอดรหัสโดย RNA polymerase II เป็นหลัก เชื่อกันว่าหน้าที่หลักของพวกมันคือการรับรู้ลำดับไรโบนิวคลีอิกจำเพาะผ่านการจับคู่เบสตามประเภทอาร์เอ็นเอ-อาร์เอ็นเอ Ul, U2, U4/U6 และ U5 มีความสำคัญมากที่สุดสำหรับการประมวลผล hnRNA

  ไมโทคอนเดรีย RNA

  ไมโทคอนเดรีย DNA เป็นลูปแบบต่อเนื่องและเข้ารหัสโพลีเปปไทด์ 13 ตัว, 22 tRNAs และ 2 rRNAs (16S และ 23S) ยีนส่วนใหญ่ตั้งอยู่บนสายโซ่ (หนัก) เดียวกัน แต่บางยีนก็ตั้งอยู่บนสายโซ่เบาเสริมด้วย ในกรณีนี้ ทั้งสองสายจะถูกคัดลอกเป็นการถอดเสียงแบบต่อเนื่องโดยใช้ RNA polymerase จำเพาะของไมโตคอนเดรีย เอนไซม์นี้ถูกเข้ารหัสโดยยีนนิวเคลียร์ จากนั้นโมเลกุล RNA แบบยาวจะถูกแยกออกเป็น 37 สปีชีส์แยกกัน และ mRNA, rRNA และ tRNA รวมกันแปล 13 mRNA โปรตีนเพิ่มเติมจำนวนมากที่เข้าสู่ไมโตคอนเดรียจากไซโตพลาสซึมถูกแปลจากยีนนิวเคลียร์ ผู้ป่วยที่เป็นโรคลูปัส erythematosus มีแอนติบอดีต่อโปรตีนในร่างกายของตนเอง นอกจากนี้ เชื่อกันว่ายีน RNA นิวเคลียร์ขนาดเล็กจำนวนหนึ่งของโครโมโซม 15q มีบทบาทสำคัญในการก่อโรคของกลุ่มอาการพราเดอร์-วิลลี่ (เป็นการผสมผสานทางพันธุกรรมของภาวะปัญญาอ่อน รูปร่างสั้น โรคอ้วน ความดันเลือดต่ำของกล้ามเนื้อ)

  
  

ปฏิสัมพันธ์และโครงสร้างของ IRNA, tRNA, RRNA - กรดนิวคลีอิกหลักสามชนิดได้รับการพิจารณาโดยวิทยาศาสตร์เช่นเซลล์วิทยา จะช่วยในการค้นหาว่าการขนส่ง (tRNA) มีบทบาทอย่างไรในเซลล์ โมเลกุลที่เล็กมากนี้ แต่ในขณะเดียวกันก็มีความสำคัญอย่างปฏิเสธไม่ได้ในกระบวนการรวมโปรตีนที่ประกอบขึ้นเป็นร่างกาย

โครงสร้างของ tRNA คืออะไร? การพิจารณาสารนี้ "จากภายใน" เป็นเรื่องที่น่าสนใจมาก เพื่อค้นหาบทบาททางชีวเคมีและทางชีวภาพ นอกจากนี้ โครงสร้างของ tRNA และบทบาทในการสังเคราะห์โปรตีนมีความสัมพันธ์กันอย่างไร?

TRNA คืออะไร จัดเรียงอย่างไร?

การขนส่งกรดไรโบนิวคลีอิกเกี่ยวข้องกับการสร้างโปรตีนใหม่ เกือบ 10% ของกรดไรโบนิวคลีอิกทั้งหมดเป็นการขนส่ง เพื่อให้ชัดเจนว่าโมเลกุลเกิดจากองค์ประกอบทางเคมีใด เราจะอธิบายโครงสร้างของโครงสร้างทุติยภูมิของ tRNA โครงสร้างทุติยภูมิพิจารณาพันธะเคมีที่สำคัญทั้งหมดระหว่างธาตุ

ประกอบด้วยสายพอลินิวคลีโอไทด์ เบสไนโตรเจนในนั้นเชื่อมต่อกันด้วยพันธะไฮโดรเจน เช่นเดียวกับ DNA RNA มีเบสไนโตรเจน 4 เบส ได้แก่ อะดีนีน ไซโตซีน กัวนีน และยูราซิล ในสารประกอบเหล่านี้ อะดีนีนมักสัมพันธ์กับยูราซิล และกวานีน ตามปกติกับไซโตซีน

เหตุใดนิวคลีโอไทด์จึงมี ribo- นำหน้า พูดง่ายๆ ก็คือ โพลีเมอร์เชิงเส้นทั้งหมดที่มีไรโบสแทนที่จะเป็นเพนโทสที่ฐานของนิวคลีโอไทด์จะเรียกว่าไรโบนิวคลีอิก และทรานสเฟอร์ RNA เป็นหนึ่งใน 3 ชนิดของพอลิเมอร์ไรโบนิวคลีอิกดังกล่าว

โครงสร้างของ tRNA: ชีวเคมี

เรามาดูชั้นที่ลึกที่สุดของโครงสร้างของโมเลกุลกัน นิวคลีโอไทด์เหล่านี้มี 3 องค์ประกอบ:

1. ซูโครส, ไรโบสเกี่ยวข้องกับ RNA ทุกประเภท
2. กรดฟอสฟอริก.
3. ไนโตรเจนและพีริมิดีน

เบสไนโตรเจนเชื่อมโยงกันด้วยพันธะที่แข็งแกร่ง เป็นเรื่องปกติที่จะแบ่งเบสออกเป็นพิวรีนและพิริมิดีน

พิวรีนคืออะดีนีนและกวานีน อะดีนีนสอดคล้องกับอะดีนิลนิวคลีโอไทด์ของวงแหวน 2 วงที่เชื่อมต่อถึงกัน และกัวนีนก็สอดคล้องกับนิวคลีโอไทด์กัวนีน "วงแหวนเดียว" เหมือนกัน

พีระมิดเป็นไซโตซีนและยูราซิล พีริมิดีนมีโครงสร้างเป็นวงแหวนเดียว ไม่มีไทมีนใน RNA เนื่องจากมันถูกแทนที่ด้วยองค์ประกอบเช่น uracil นี่เป็นสิ่งสำคัญที่ต้องเข้าใจก่อนที่จะดูลักษณะโครงสร้างอื่นๆ ของ tRNA

ประเภทของ RNA

อย่างที่คุณเห็น โครงสร้างของ tRNA นั้นไม่สามารถอธิบายสั้นๆ ได้ คุณต้องเจาะลึกลงไปในชีวเคมีเพื่อทำความเข้าใจจุดประสงค์ของโมเลกุลและโครงสร้างที่แท้จริงของมัน ไรโบโซมนิวคลีโอไทด์อื่น ๆ ที่รู้จักคืออะไร? นอกจากนี้ยังมีกรดนิวคลีอิกเมทริกซ์หรือข้อมูลและไรโบโซม ย่อมาจาก RNA และ RNA โมเลกุลทั้ง 3 ตัวทำงานอย่างใกล้ชิดในเซลล์เพื่อให้ร่างกายได้รับโปรตีนทรงกลมที่มีโครงสร้างถูกต้อง

เป็นไปไม่ได้ที่จะจินตนาการถึงงานของพอลิเมอร์ตัวเดียวโดยไม่ได้รับความช่วยเหลือจากอีก 2 ตัว ลักษณะโครงสร้างของ tRNA จะเข้าใจได้ง่ายขึ้นเมื่อพิจารณาร่วมกับฟังก์ชันที่เกี่ยวข้องโดยตรงกับงานของไรโบโซม

โครงสร้างของ RNA, tRNA, rRNA มีความคล้ายคลึงกันหลายประการ ทั้งหมดมีฐานไรโบส อย่างไรก็ตาม โครงสร้างและหน้าที่ต่างกัน

การค้นพบกรดนิวคลีอิก

Johann Miescher ชาวสวิสพบโมเลกุลขนาดใหญ่ในนิวเคลียสของเซลล์ในปี พ.ศ. 2411 ภายหลังเรียกว่านิวเคลียส ชื่อ "นิวเคลียส" มาจากคำว่า (นิวเคลียส) - นิวเคลียส แม้ว่าจะพบในเวลาต่อมาว่าในสิ่งมีชีวิตที่มีเซลล์เดียวที่ไม่มีนิวเคลียส สารเหล่านี้ก็มีอยู่เช่นกัน ในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 ได้รับรางวัลโนเบลจากการค้นพบการสังเคราะห์กรดนิวคลีอิก

ในการสังเคราะห์โปรตีน

ชื่อตัวเอง - ถ่ายโอน RNA - ระบุหน้าที่หลักของโมเลกุล กรดนิวคลีอิกนี้ "นำ" กรดอะมิโนจำเป็นที่ไรโบโซมอาร์เอ็นเอต้องการมาสร้างโปรตีนเฉพาะด้วย

โมเลกุล tRNA มีหน้าที่น้อย อย่างแรกคือการรับรู้ของโคดอน IRNA หน้าที่ที่สองคือการส่งมอบหน่วยการสร้าง - กรดอะมิโนสำหรับการสังเคราะห์โปรตีน ผู้เชี่ยวชาญบางคนแยกความแตกต่างของฟังก์ชันตัวรับ นั่นคือการเติมกรดอะมิโนตามหลักการโควาเลนต์ ช่วย "ยึด" กรดอะมิโนนี้กับเอนไซม์ เช่น อะมิโนซิล-tRNA ซินทาเทส

โครงสร้างของ tRNA สัมพันธ์กับหน้าที่ของมันอย่างไร? กรดไรโบนิวคลีอิกพิเศษนี้จัดเรียงในลักษณะที่ด้านหนึ่งของมันมีฐานไนโตรเจนซึ่งเชื่อมต่อกันเป็นคู่เสมอ สิ่งเหล่านี้คือองค์ประกอบที่เรารู้จัก - A, U, C, G. "ตัวอักษร" หรือฐานไนโตรเจน 3 ตัวล้วนประกอบเป็นแอนติโคดอน - ชุดองค์ประกอบแบบย้อนกลับที่โต้ตอบกับโคดอนตามหลักการเสริม

ลักษณะโครงสร้างที่สำคัญของ tRNA นี้ทำให้แน่ใจได้ว่าจะไม่มีข้อผิดพลาดในการถอดรหัสกรดนิวคลีอิกแม่แบบ ท้ายที่สุด ลำดับกรดอะมิโนที่แน่นอนจะกำหนดว่าโปรตีนที่ร่างกายต้องการในปัจจุบันนั้นสังเคราะห์อย่างถูกต้องหรือไม่

คุณสมบัติโครงสร้าง

ลักษณะโครงสร้างของ tRNA และบทบาททางชีวภาพของมันคืออะไร? นี่เป็นโครงสร้างที่เก่าแก่มาก ขนาดของมันคือประมาณ 73 - 93 นิวคลีโอไทด์ น้ำหนักโมเลกุลของสารคือ 25,000-30,000

โครงสร้างของโครงสร้างทุติยภูมิของ tRNA สามารถถอดประกอบได้โดยการตรวจสอบองค์ประกอบหลัก 5 ประการของโมเลกุล ดังนั้น กรดนิวคลีอิกนี้ประกอบด้วยองค์ประกอบต่อไปนี้:

• ห่วงสำหรับติดต่อกับเอ็นไซม์
• ห่วงสำหรับติดต่อกับไรโบโซม
• แอนติโคดอนลูป;
• ก้านตัวรับ;
• แอนติโคดอนเอง

และยังจัดสรรลูปตัวแปรขนาดเล็กในโครงสร้างรอง แขนข้างหนึ่งใน tRNA ทุกประเภทเหมือนกัน - ก้านของไซโตซีนสองตัวและอะดีโนซีนหนึ่งตัว ในสถานที่นี้มีการเชื่อมต่อกับกรดอะมิโน 1 ใน 20 ตัวที่มีอยู่ สำหรับกรดอะมิโนแต่ละชนิด เอ็นไซม์ที่แยกจากกันมีจุดมุ่งหมาย - aminoacyl-tRNA ของตัวเอง

ข้อมูลทั้งหมดที่เข้ารหัสโครงสร้างของทั้งหมดนั้นมีอยู่ใน DNA เอง โครงสร้างของ tRNA ในสิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลกนี้เกือบจะเหมือนกันทุกประการ มันจะดูเหมือนใบไม้เมื่อดูในแบบ 2 มิติ

อย่างไรก็ตาม ถ้าคุณดูปริมาตร โมเลกุลจะคล้ายกับโครงสร้างทางเรขาคณิตรูปตัว L นี่ถือเป็นโครงสร้างระดับอุดมศึกษาของ tRNA แต่เพื่อความสะดวกในการศึกษา เป็นเรื่องปกติที่จะ "คลี่คลาย" ทางสายตา โครงสร้างระดับอุดมศึกษาเกิดขึ้นจากการทำงานร่วมกันขององค์ประกอบของโครงสร้างทุติยภูมิซึ่งเป็นส่วนเสริมซึ่งกันและกัน

แขนหรือวงแหวน tRNA มีบทบาทสำคัญ ตัวอย่างเช่น แขนข้างหนึ่งจำเป็นสำหรับพันธะเคมีกับเอนไซม์เฉพาะ

ลักษณะเฉพาะของนิวคลีโอไทด์คือการมีอยู่ของนิวคลีโอไซด์จำนวนมาก มีนิวคลีโอไซด์เล็กน้อยเหล่านี้มากกว่า 60 ชนิด

โครงสร้าง tRNA และการเข้ารหัสกรดอะมิโน

เรารู้ว่าแอนติโคดอน tRNA มีความยาว 3 โมเลกุล anticodon แต่ละตัวสอดคล้องกับกรดอะมิโน "ส่วนบุคคล" ที่เฉพาะเจาะจง กรดอะมิโนนี้เชื่อมต่อกับโมเลกุล tRNA โดยใช้เอนไซม์พิเศษ ทันทีที่กรดอะมิโน 2 ตัวมารวมกัน พันธะกับ tRNA จะขาดหายไป ต้องใช้สารเคมีและเอนไซม์ทั้งหมดจนกว่าจะถึงเวลาที่กำหนด นี่คือวิธีที่โครงสร้างและหน้าที่ของ tRNA เชื่อมต่อถึงกัน

โดยรวมแล้วมีโมเลกุลดังกล่าว 61 ชนิดในเซลล์ รูปแบบทางคณิตศาสตร์สามารถเปลี่ยนแปลงได้ 64 รูปแบบ อย่างไรก็ตาม ไม่มี tRNA 3 ประเภทเนื่องจากความจริงที่ว่าจำนวน codon หยุดใน IRNA นี้ไม่มี anticodons

ปฏิสัมพันธ์ระหว่าง RNA และ tRNA

ให้เราพิจารณาปฏิสัมพันธ์ของสารกับ RNA และ RRNA รวมถึงลักษณะโครงสร้างของ tRNA โครงสร้างและวัตถุประสงค์ของโมเลกุลขนาดใหญ่มีความสัมพันธ์กัน

โครงสร้างของ IRNA คัดลอกข้อมูลจากส่วนแยกของ DNA ดีเอ็นเอเองก็มีความเกี่ยวโยงกันของโมเลกุลมากเกินไป และไม่เคยออกจากนิวเคลียส ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมี RNA ตัวกลาง - ข้อมูล

ขึ้นอยู่กับลำดับของโมเลกุลที่คัดลอกโดย RNA ไรโบโซมจะสร้างโปรตีน ไรโบโซมเป็นโครงสร้างโพลีนิวคลีโอไทด์ที่แยกจากกัน ซึ่งจำเป็นต้องอธิบายโครงสร้าง

Ribosomal tRNA: ปฏิสัมพันธ์

Ribosomal RNA เป็นออร์แกเนลล์ขนาดใหญ่ น้ำหนักโมเลกุลของมันคือ 1,000,000 - 1,500,000 เกือบ 80% ของปริมาณอาร์เอ็นเอทั้งหมดคือไรโบโซมนิวคลีโอไทด์

ดูเหมือนว่าจะจับสาย IRNA และรอแอนติโคดอนที่จะนำโมเลกุล tRNA ติดตัวไปด้วย Ribosomal RNA ประกอบด้วย 2 หน่วยย่อย: เล็กและใหญ่

ไรโบโซมเรียกว่า "โรงงาน" เพราะในออร์แกเนลล์นี้ การสังเคราะห์สารทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับชีวิตประจำวันเกิดขึ้น นอกจากนี้ยังเป็นโครงสร้างเซลล์ที่เก่าแก่มาก

การสังเคราะห์โปรตีนเกิดขึ้นในไรโบโซมได้อย่างไร?

โครงสร้างของ tRNA และบทบาทในการสังเคราะห์โปรตีนมีความสัมพันธ์กัน แอนติโคดอนที่อยู่ด้านใดด้านหนึ่งของกรดไรโบนิวคลีอิกนั้นเหมาะสมในรูปแบบของการทำงานหลัก - การส่งกรดอะมิโนไปยังไรโบโซมซึ่งมีการจัดตำแหน่งของโปรตีนเป็นระยะ โดยพื้นฐานแล้ว TRNA ทำหน้าที่เป็นตัวกลาง หน้าที่ของมันคือการนำกรดอะมิโนที่จำเป็นเท่านั้น

เมื่อข้อมูลถูกอ่านจากส่วนหนึ่งของ RNA ไรโบโซมจะเคลื่อนที่ต่อไปตามสายโซ่ ต้องใช้เทมเพลตเพื่อถ่ายทอดข้อมูลที่เข้ารหัสเกี่ยวกับการกำหนดค่าและการทำงานของโปรตีนตัวเดียวเท่านั้น ต่อไป tRNA อีกตัวเข้าใกล้ไรโบโซมด้วยเบสที่มีไนโตรเจน นอกจากนี้ยังถอดรหัสส่วนถัดไปของ MRNA

การถอดรหัสดำเนินการดังนี้ เบสไนโตรเจนรวมกันตามหลักการของการเติมเต็มในลักษณะเดียวกับในดีเอ็นเอ ดังนั้น TRNA เห็นว่าจำเป็นต้อง "ทุ่ง" ที่ไหนและ "โรงเก็บเครื่องบิน" แห่งใดเพื่อส่งกรดอะมิโน

จากนั้นในไรโบโซม กรดอะมิโนที่เลือกในลักษณะนี้จะถูกจับกับสารเคมี ทีละขั้นทีละขั้น โมเลกุลเชิงเส้นตรงใหม่จะก่อตัวขึ้น ซึ่งหลังจากการสังเคราะห์สิ้นสุด การบิดตัวเป็นทรงกลม (บอล) tRNA และ RNA ที่ใช้แล้วซึ่งทำหน้าที่ครบถ้วนแล้วจะถูกลบออกจาก "โรงงาน" ของโปรตีน

เมื่อส่วนแรกของ codon รวมกับ anticodon กรอบการอ่านจะถูกกำหนด ต่อจากนั้น หากเฟรมกะเกิดขึ้นด้วยเหตุผลบางอย่าง สัญญาณบางอย่างของโปรตีนจะถูกปฏิเสธ ไรโบโซมไม่สามารถเข้าไปแทรกแซงในกระบวนการนี้และแก้ปัญหาได้ หลังจากกระบวนการเสร็จสิ้นแล้ว หน่วยย่อย 2 rRNA จะถูกรวมเข้าด้วยกันอีกครั้ง โดยเฉลี่ยแล้ว ทุกๆ 10 4 กรดอะมิโน จะมีข้อผิดพลาด 1 รายการ สำหรับโปรตีนทุกๆ 25 ตัวที่ประกอบเข้าด้วยกันแล้ว จะต้องเกิดข้อผิดพลาดในการจำลองอย่างน้อย 1 รายการ

tRNA เป็นโมเลกุลที่ระลึก

เนื่องจาก tRNA อาจมีอยู่ในเวลาที่กำเนิดชีวิตบนโลก จึงเรียกว่าโมเลกุลที่ระลึก เป็นที่เชื่อกันว่า RNA เป็นโครงสร้างแรกที่มีอยู่ก่อน DNA และวิวัฒนาการมา สมมุติฐาน RNA World - กำหนดขึ้นในปี 1986 โดย Walter Gilbert ผู้ได้รับรางวัล อย่างไรก็ตาม ก็ยังยากที่จะพิสูจน์สิ่งนี้ ทฤษฎีนี้ได้รับการปกป้องโดยข้อเท็จจริงที่เห็นได้ชัด - โมเลกุล tRNA สามารถจัดเก็บบล็อกของข้อมูลและนำข้อมูลนี้ไปใช้ในทางใดทางหนึ่งซึ่งก็คือการทำงาน

แต่ฝ่ายตรงข้ามของทฤษฎียืนยันว่าช่วงเวลาสั้น ๆ ของชีวิตของสารไม่สามารถรับประกันได้ว่า tRNA เป็นพาหะที่ดีของข้อมูลทางชีววิทยา นิวคลีโอไทด์เหล่านี้เสื่อมโทรมอย่างรวดเร็ว อายุการใช้งานของ tRNA ในเซลล์ของมนุษย์มีตั้งแต่หลายนาทีจนถึงหลายชั่วโมง บางชนิดสามารถอยู่ได้นานถึงหนึ่งวัน และถ้าเราพูดถึงนิวคลีโอไทด์เดียวกันในแบคทีเรีย เงื่อนไขจะสั้นกว่ามาก - นานถึงหลายชั่วโมง นอกจากนี้ โครงสร้างและหน้าที่ของ tRNA นั้นซับซ้อนเกินไปสำหรับโมเลกุลที่จะกลายเป็นองค์ประกอบหลักของชีวมณฑลของโลก