Omów strukturę i funkcję RNA
W komórkach oprócz kwasu DNA występuje także kilka rodzajów kwasu
RNA. Jak wiemy kwas DNA jest magazynem komórkowej informacji
dziedzicznej i zawiera zakodowane sekwencje aminokwasów białek
produkowanych przez komórkę. Synteza białek odbywa się w cytoplazmie,
natomiast DNA nie opuszcza jądra komórkowego. Kwas mRNA, który
powstaje na matrycy jądrowego DNA zgodnie z regułą komplementarności
zasad azotowych, przekazuje inf. gen. do cytoplazmy, gdzie bierze udział
w biosyntezie białka.
Tak więc RNA odgrywa istotną rolę w odczytywaniu inf. gen. zawartej w
DNA. Tylko niektóre wirusy, np. retrowirusy, wirusy roślinne, wirus grypy
mają inf. gen. zakodowaną w RNA.
Struktura RNA jest bardzo zbliżona do DNA. Podstawowe różnice:
zamiast cukru dezoksyrybozy w nukleotydach RNA występuje również
pięciowęglowy cukier - ryboza
różniący się od dezoksyrybozy
obecnością dodatkowego 0 przy 2 atomie węgla. RNA jest z reguły
pojedynczym łańcuchem polinukleotydowym złożonym z 4 rodzajów
nukleotydów, z tym że w RNA zamiast tyminy T występuje uracyl U.
Kwas RNA rzadko tworzy strukturę podwójnego heliksu, mRNA ma postać
pojedynczego łańcucha polinukleotydowego, natomiast cząst. tRNA
zawiera krótkie fragmenty mające postać podwójnego heliksu (tam, gdzie
obok siebie znajdują się komplementarne zasady azotowe). Dlatego cząst.
tRNA zawierające podwójne i pojedyncze fragmenty łańcucha
polinukleotydowego mają skomplikowaną strukturę przestrzenną
przypominającą liść koniczyny.
Cząst. RNA są syntezowane w jądrze, a następnie przenoszone do
cytoplazmy. W syntezie RNA istotną rolę odgrywa, podobnie jak w
syntezie DN, enzym polimeraza RNA, która syntezuje łańcuch RNA na
matrycy pojedynczego łańcucha DNA. Polimeraza RNA przyłącza się do
pojedynczego łańcucha DNA (stanowiącego matrycę w syntezie RNA)
i łączy pojedyncze nukleotydy w łańcuch polinukleotydowy RNA, przy
czym dobór poszczególnych nukleotydów w nowo syntezowanym łańcuchu
RNA zależy od kolejności występowania odpowiednich nukleotydów w
łańcuchu matrycowym DNA. Np. na przeciw nukleotydu zawierającego
zasadę G w łańcuchu DNA polimeraza RNA przyłącza nukleotyd z
zasadą A, a więc tak samo jak w syntezie łańcucha DNA. Jedynie gdy w
matrycy znajduje się a to polimeraza RNA przyłącza nukleotyd z uracylem .
Tak wiec powstający łańcuch RNA jest komplementarny w stosunku do
łańcucha DNA.
W cząst. bakterii jest wiele miejsc zw. promotorami, w których
Polimeraza RNA może przyłączać się i syntezować cząst. RNA. Sygnałami
zapoczątkowującymi i kończącymi działanie polimerazy RNA są
występujące w DNA krótkie określone sekwencje nukleotydów,
rozpoznawane przez polimerazę DNA.
RNA rozpoczyna działanie wtedy, gdy w miejscu promotorowym nastę-
puje rozplecenie obu nici podwójnej helisy DNA i wówczas polimeraza
może przyłączać się do jednoniciowego DNA. Polimeraza DNA wnikając
między dwa rozkręcone lokalnie łańcuchy DNA, syntezuje RNA tylko na
jednym łańcuchu. Polimeraza RNA musi mieć więc zdolność wyboru
właściwego łańcucha, na którym będzie syntezowana cząst. RNA.
Proces syntezy RNA na matrycy DNA nazywamy transkrypcją. Jest to
proces przepisywania informacji genetycznej z DNA na mRNA, który jest
katalizowany przez enzym-polimerazę RNA . Wzorcem czyli matrycą do
syntezy mRNA jest jedna z 2 rozplecionych nici DNA, nazywane nicią
kodującą .
Określone sekwencje zasad w DNA będące sygnałem startu transkrypcji
Są rozpoznawane przez polimerazy RNA i od tego miejsca zaczyna się ten
Proces. Inna sekwencja zasad DNA jest rozpoznawana przez polimerazę
RNA jako sygnał zakończenia transkrypcji.
U eukariontów transkrypcja zachodzi w jądrze komórkowym.
Biosynteza białek odbywa się w rybosomach. Biosyntezę białek
nazywamy translacją. Zachodzi ona następująco::mRNA łączy się z małą
podjednostką rybosomu. Proces ten musi być bardzo dokładny, gdyż
informacja zawarta w mRNA będzie dokładnie odczytywana tylko wtedy,
gdy odliczanie tripletów rozpocznie się we właściwym miejscu. Rybosom z
udziałem białek inicjujących, odróżnia miejsce w mRNA, od którego
powinna zacząć się translacja, tj. kodon startowy AUG. Gdy już ten kodon
znajdzie się w odpowiednim miejscu rybosomu, łączy się z antykodonem
startowego tRNA (UAC). Podczas gdy koniec kodonu startowego znajduję
się na poziomie dużej podjednostki rybosomu. Następnie rybosom
przesuwa się względem mRNA o 1 triplet w prawo, wtedy z następnym
tripletem mRNA łączy się z antykodonem następnego tRNA,
przenoszącego taki aminokwas jaki jest wyznaczony przez 2 triplet w
mRNA.
Na poziomie dużej podjednostki rybosomu występują wówczas
Obok siebie aminokwasy: metiolina i np.walina. Specjalne enzymy
katalizują utworzenie wiązania peptydowego między tymi aminokwasami,
po czym rybosom znowu przesuwa się o 3 nukleotydy w prawo
względem mRNA.
Istnieją 3 rodzaje RNA;
rRNA - istnieją 3 rodz. RRNA, które różnią się długością100- 400
nukleotydów. Rybosomy pełnią funkcję ośrodków syntezy białek
w kom. Pełnią również funkcję strukturalną, tzn. tworzą szkielet,
na którym zostaje umieszczone mRNA.
tRNA- małe cząst. złożone z 70-80 nukl. O skomplikowanej
budowie przypominającej listek koniczyny. Występuje
kilkadziesiąt rodzajów tRNA.
Cząst. tRNA połączone z aminokwasami spełniają rolę
transporterów doprowadzających aminokwasy do rybosomy, w
którym syntezowane są łańcuchy polipeptydowe białek.
mRNA- występuje w jądrze i cytoplazmie, a jego skład jest
dopełniający w stosunku do określonego odcinka RNA.
Przenosi on informację zawartą w DNA o kolejności aminokwasów
w cząst. białek. Powstają w wyniku transkrypcji genów. Utworzone
w jądrze kom. Przenoszone do cytoplazmy.