Tas ir šis posms, kas atšķir pieejamās ģenētiskās informācijas ieviešanu šūnās, piemēram, eikariotos un prokariotos.
Šī jēdziena interpretācija
Tulkojumā no angļu valodas šis termins nozīmē "apstrāde, apstrāde". Apstrāde ir nobriedušu ribonukleīnskābes molekulu veidošanās process no pre-RNS. Citiem vārdiem sakot, tas ir reakciju kopums, kas noved pie primāro transkripcijas produktu (dažādu veidu pre-RNS) pārvēršanās par jau funkcionējošām molekulām.
Kas attiecas uz r- un tRNS apstrādi, tas visbiežāk ir saistīts ar lieko fragmentu nogriešanu no molekulu galiem. Ja runājam par mRNS, tad šeit var atzīmēt, ka eikariotos šis process norisinās daudzos posmos.
Tātad, pēc tam, kad esam jau uzzinājuši, ka apstrāde ir primārā transkripta pārveide par nobriedušu RNS molekulu, ir vērts pāriet pie tā īpašību apsvēršanas.
Apskatāmās koncepcijas galvenās iezīmes
Tas ietver:
- abu molekulas galu un RNS modifikācija, kuras laikā tiem tiek piesaistītas specifiskas nukleotīdu sekvences, parādot sākuma vietu(pārraides beigas);
- splicēšana - neinformatīvu ribonukleīnskābju sekvenču nogriešana, kas atbilst DNS introniem.
Kas attiecas uz prokariotiem, to mRNS netiek apstrādāta. Tam ir iespēja darboties uzreiz pēc sintēzes beigām.
Kur notiek attiecīgais process?
Jebkurā organismā RNS apstrāde notiek kodolā. To veic, izmantojot īpašus enzīmus (to grupu) katram atsevišķam molekulas veidam. Var apstrādāt arī tādus tulkošanas produktus kā polipeptīdus, kas tiek tieši nolasīti no mRNS. Lielākās daļas olb altumvielu tā sauktajās prekursoru molekulās - kolagēnā, imūnglobulīnās, gremošanas enzīmos, dažos hormonos - notiek šīs izmaiņas, pēc kurām sākas to reālā darbība organismā.
Mēs jau esam iemācījušies, ka apstrāde ir nobriedušas RNS veidošanās process no pre-RNS. Tagad ir vērts iedziļināties pašas ribonukleīnskābes būtībā.
RNS: ķīmiskais raksturs
Šī ir ribonukleīnskābe, kas ir pirimidīna un purīna ribonukleitīdu kopolimērs, kas ir saistīti viens ar otru, tāpat kā DNS, ar 3' - 5'-fosfodiestera tiltiem.
Neskatoties uz to, ka šie divu veidu molekulas ir līdzīgas, tās atšķiras vairākos veidos.
RNS un DNS atšķirīgās pazīmes
Pirmkārt, ribonukleīnskābei ir oglekļa atlikums, kam pirimidīns un purīnsbāzes, fosfātu grupas - riboze, savukārt DNS ir 2'-dezoksiriboze.
Otrkārt, atšķiras arī pirimidīna sastāvdaļas. Līdzīgas sastāvdaļas ir adenīna, citozīna, guanīna nukleotīdi. RNS satur uracilu, nevis timīnu.
Treškārt, RNS ir 1-pavedienu struktūra, savukārt DNS ir 2-pavedienu molekula. Taču ribonukleīnskābes virkne satur pretējas polaritātes reģionus (komplementārā secība), kas ļauj tās vienai virknei salocīt un veidot "matadatas" - struktūras, kas apveltītas ar 2 pavedienu īpašībām (kā parādīts attēlā iepriekš).
Ceturtkārt, tā kā RNS ir viena virkne, kas ir komplementāra tikai vienai no DNS virknēm, guanīnam tajā nav jābūt tādā pašā saturā kā citozīnam un adenīnam kā uracilam.
Piektkārt, RNS var hidrolizēt ar sārmu līdz 2', 3'-cikliskiem mononukleotīdu diesteriem. Hidrolīzes starpprodukta lomu spēlē 2', 3', 5-triesteris, kas nespēj veidoties līdzīga DNS procesa gaitā, jo tajā nav 2'-hidroksilgrupu. Salīdzinot ar DNS, ribonukleīnskābes sārmainā labilitāte ir noderīga īpašība gan diagnostikas, gan analītiskiem nolūkiem.
Vienpavedienu RNS ietvertā informācija parasti tiek realizēta kā pirimidīna un purīna bāzu secība, citiem vārdiem sakot, polimēra ķēdes primārās struktūras formā.
Šī secībakomplementārs gēnu ķēdei (kodēšanai), no kuras tiek “nolasīta” RNS. Šīs īpašības dēļ ribonukleīnskābes molekula var specifiski saistīties ar kodējošu virkni, bet nespēj to izdarīt ar nekodējošu DNS virkni. RNS secība, izņemot T aizstāšanu ar U, ir līdzīga gēna nekodējošajai virknei.
RNS veidi
Gandrīz visi no tiem ir iesaistīti tādā procesā kā proteīnu biosintēze. Ir zināmi šādi RNS veidi:
- Matrica (mRNS). Tās ir citoplazmas ribonukleīnskābes molekulas, kas darbojas kā proteīnu sintēzes veidnes.
- Ribosomāls (rRNS). Šī ir citoplazmas RNS molekula, kas darbojas kā strukturālie komponenti, piemēram, ribosomas (olb altumvielu sintēzē iesaistītās organellas).
- Transports (tRNS). Tās ir transporta ribonukleīnskābju molekulas, kas piedalās mRNS informācijas translācijā (translācijā) aminoskābju secībā, kas jau atrodas olb altumvielās.
Nozīmīga RNS daļa 1. transkriptu veidā, kas veidojas eikariotu šūnās, tostarp zīdītāju šūnās, ir pakļauta degradācijas procesam kodolā, un tai nav informācijas vai strukturālas nozīmes. citoplazma.
Cilvēka šūnās (kultivētās) tika konstatēta mazu kodola ribonukleīnskābju klase, kas nav tieši iesaistītas olb altumvielu sintēzē, bet ietekmē RNS apstrādi, kā arī kopējo šūnu "arhitektūru". To izmēri ir dažādi, tie satur 90–300 nukleotīdus.
Ribonukleīnskābe ir galvenais ģenētiskais materiālsvairāki augu un dzīvnieku vīrusi. Daži RNS vīrusi nekad neiziet cauri RNS reversajai transkripcijai uz DNS. Tomēr daudziem dzīvnieku vīrusiem, piemēram, retrovīrusiem, ir raksturīga to RNS genoma reversā translācija, ko vada no RNS atkarīga reversā transkriptāze (DNS polimerāze), veidojot 2-pavedienu DNS kopiju. Vairumā gadījumu topošais 2-pavedienu DNS transkripts tiek ievadīts genomā, tālāk nodrošinot vīrusu gēnu ekspresiju un jaunu RNS genomu (arī vīrusu) kopiju veidošanos.
Ribonukleīnskābes pēctranskripcijas modifikācijas
Tās molekulas, kas sintezētas ar RNS polimerāzēm, vienmēr ir funkcionāli neaktīvas un darbojas kā prekursori, proti, pre-RNS. Tās tiek pārveidotas par jau nobriedušām molekulām tikai pēc tam, kad ir izturējušas atbilstošās RNS pēctranskripcijas modifikācijas - tās nobriešanas stadijas.
Nobriedušas mRNS veidošanās sākas RNS un polimerāzes II sintēzes laikā pagarinājuma stadijā. Jau pakāpeniski augošās RNS daļas 5'-galam ir pievienots GTP 5'-gals, pēc tam tiek atdalīts ortofosfāts. Turklāt guanīns tiek metilēts, parādoties 7-metil-GTP. Šādu īpašu grupu, kas ir daļa no mRNS, sauc par "vāciņu" (cepuri vai vāciņu).
Atkarībā no RNS veida (ribosomu, transportēšanas, veidnes utt.) prekursori tiek pakļauti dažādām secīgām modifikācijām. Piemēram, mRNS prekursori tiek pakļauti savienošanai, metilēšanai, ierobežošanai, poliadenilēšanai un dažreiz arī rediģēšanai.
Eukarioti: kopāfunkcija
Eukariotu šūna ir dzīvo organismu domēns, un tajā atrodas kodols. Papildus baktērijām, arhejām, jebkuri organismi ir kodolieroči. Augi, sēnes, dzīvnieki, tostarp organismu grupa, ko sauc par protistiem, visi ir eikariotu organismi. Tie ir gan vienšūnu, gan daudzšūnu, taču tiem visiem ir kopīgs šūnu struktūras plāns. Ir vispāratzīts, ka šiem tik atšķirīgajiem organismiem ir viena un tā pati izcelsme, tāpēc kodolgrupa tiek uztverta kā augstākā līmeņa monofilisks taksons.
Pamatojoties uz izplatītām hipotēzēm, eikarioti radās pirms 1,5–2 miljardiem gadu. Svarīga loma to evolūcijā ir atvēlēta simbioģenēzei - eikariotu šūnas simbiozei, kurai bija fagocitozi spējīgs kodols, un baktērijas, ko tas norija - plastidu un mitohondriju prekursori.
Prokarioti: vispārīgas īpašības
Tie ir 1-šūnu dzīvi organismi, kuriem nav kodola (veidojas), pārējās membrānas organellas (iekšējās). Vienīgā lielā apļveida 2-pavedienu DNS molekula, kas satur lielāko daļu šūnu ģenētiskā materiāla, ir tāda, kas neveido kompleksu ar histona proteīniem.
Prokariotiem pieder arhejas un baktērijas, tostarp zilaļģes. Nekodolu šūnu pēcteči - eikariotu organoīdi - plastidi, mitohondriji. Domēna rangā tie ir iedalīti 2 taksonos: Arhejas un baktērijas.
Šīm šūnām nav kodola apvalka, DNS iepakojums notiek bez histonu iesaistīšanās. Viņu uztura veids ir osmotrofs, un ģenētiskais materiālsko attēlo viena DNS molekula, kas ir noslēgta gredzenā, un ir tikai 1 replikons. Prokariotiem ir organellas, kurām ir membrānas struktūra.
Atšķirība starp eikariotiem un prokariotiem
Eukariotu šūnu pamatīpašība ir saistīta ar ģenētiskā aparāta klātbūtni tajās, kas atrodas kodolā, kur to aizsargā apvalks. Viņu DNS ir lineāra, saistīta ar histona proteīniem, citiem hromosomu proteīniem, kuru baktērijās nav. Parasti to dzīves ciklā ir 2 kodolfāzes. Vienai ir haploīds hromosomu komplekts, un pēc tam saplūstot, 2 haploīdās šūnas veido diploīdu šūnu, kurā jau ir 2. hromosomu komplekts. Gadās arī, ka turpmākās dalīšanās laikā šūna atkal kļūst haploīda. Šāds dzīves cikls, kā arī diploīdija kopumā nav raksturīgs prokariotiem.
Visinteresantākā atšķirība ir īpašu organellu klātbūtne eikariotos, kuriem ir savs ģenētiskais aparāts un kas vairojas daloties. Šīs struktūras ieskauj membrāna. Šīs organellas ir plastidi un mitohondriji. Pēc dzīvības aktivitātes un struktūras tās ir pārsteidzoši līdzīgas baktērijām. Šis apstāklis pamudināja zinātniekus domāt, ka viņi ir baktēriju organismu pēcteči, kas nonāca simbiozē ar eikariotiem.
Prokariotiem ir maz organellu, no kuriem nevienu neapņem 2. membrāna. Viņiem trūkst endoplazmatiskā tīkla, Golgi aparāta un lizosomu.
Vēl viena svarīga atšķirība starp eikariotiem un prokariotiem ir endocitozes parādības klātbūtne eikariotos, tostarp fagocitozes parādība eukariotos.lielākā daļa grupu. Pēdējā ir spēja uztvert, izmantojot ieslodzījumu membrānas burbulī, un pēc tam sagremot dažādas cietās daļiņas. Šis process nodrošina vissvarīgāko ķermeņa aizsargfunkciju. Fagocitozes rašanās, iespējams, ir saistīta ar to, ka to šūnas ir vidēja izmēra. Savukārt prokariotu organismi ir nesamērojami mazāki, tāpēc eikariotu evolūcijas gaitā radās nepieciešamība nodrošināt šūnu ar ievērojamu daudzumu barības. Rezultātā viņu vidū parādījās pirmie mobilie plēsēji.
Apstrāde kā viens no proteīnu biosintēzes posmiem
Šis ir otrais solis, kas sākas pēc transkripcijas. Olb altumvielu apstrāde notiek tikai eikariotos. Tā ir mRNS nobriešana. Precīzāk sakot, tiek noņemti apgabali, kas nekodē proteīnu, un tiek pievienotas vadīklas.
Secinājums
Šajā rakstā ir aprakstīts, kas ir apstrāde (bioloģija). Tas arī stāsta, kas ir RNS, uzskaita tās veidus un pēctranskripcijas modifikācijas. Tiek ņemtas vērā eikariotu un prokariotu atšķirīgās iezīmes.
Visbeidzot ir vērts atgādināt, ka apstrāde ir nobriedušas RNS veidošanās process no pre-RNS.
