Де синтезується ррнк. Рибосомні рнк ррнк: характеристика, будова та опис

Молекулярна біологія займається вивченням будови і функцій молекул органічних речовин, що входять до складу живих клітин рослин, тварин і людини. Особливе місце серед них відводиться групі сполук, названих нуклеїновими (ядерними) кислотами.

Розрізняють два види: дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК) і рибонуклеїнової. Остання має кілька модифікацій: і-РНК, т-РНК і р-РНК, що розрізняються своїми функціями і місцем локалізації в клітині. Дана стаття присвячена вивченню таких питань: де синтезується рРНК в прокариотических і клітині, яке її будову і значення.

Відео: Будова клітини. Будова і функції клітини. Життя клітини.

Історична довідка

Перші наукові згадки про рибосомной кислоті можна знайти в дослідженнях Р. Вайнберга і Ш. Пенмана в 60-х роках XX століття, які описали короткі полінуклеотидні молекули, що відносяться до РНК, але відрізняються просторовою будовою і коефіцієнтом седиментації від інформаційних і транспортних РНК. Найчастіше їх молекули знаходили в складі ядерця, а також в клітинних органелах - рибосомах, що відповідають за синтез клітинного білка. Їх назвали рибосомні (рибосомні РНК).

характеристика РНК

Рибонуклеїнова кислота, як і ДНК, є полімером, мономерами якого є нуклеотиди 4-х видів: адениновую, гуанінових, ураціловий і цітідіновий, з`єднані фосфодіефірнимі зв`язками в довгі одноцепочной молекули, закручені у вигляді спіралі або мають більш складні конформації. Існують і двухцепочние рибосомні РНК, що зустрічаються у РНК-вірусів і дублюючі функції ДНК: збереження і передачу спадкових ознак.

Три види кислот зустрічаються в клітці найбільш часто, це: матрична, або інформаційна, РНК, транспортна рибосомная рибонуклеїнова кислота, до якої приєднуються амінокислоти, а також рибосомальная кислота, що знаходиться в полісом і клітинної цитоплазмі.

Рибосомная РНК становить близько 80% від загальної кількості рибонуклеїнових кислот в клітині і 60% маси рибосоми - органоида, який синтезує клітинний білок. Всі перераховані вище види синтезуються (транскрибируются) на певних ділянках ДНК, названих РНК-генами. У процесі синтезу задіяні молекули спеціального ферменту - РНК-полімерази. Місце в клітці, де синтезується рРНК, - це ядерце, що розташоване в кариоплазме ядра.

Ядро, його роль в синтезі

У житті клітини, званої клітинним циклом, розрізняють період між її розподілами - інтерфазу. В цей час в клітинному ядрі добре видно щільні тільця зернистої структури, звані ядерця і є обов`язковим компонентом як рослинної, так і тваринної клітини.

У молекулярній біології було встановлено, що ядерця є тими органеллами, де синтезується рРНК. Подальші дослідження цитологів привели до відкриття дільниць клітинної ДНК, в якій були виявлені гени, відповідальні за будову і синтез рибосомних кислот. Їх назвали ЯДЕРЦЕВОГО організатором.

Відео: ДНК і РНК в біосинтезі білка

ядерцевих організатор

До 60-х років XX століття в біології існувала думка про те, що ядерцевих організатор, який перебуває на місці вторинної перетяжки в 13, 14, 15, 21 і 22-й парах хромосом, має вигляд одиничного ділянки. Вчені, що займаються вивченням хромосомних ушкоджень, які називаються аберації, встановили, що в момент розриву хромосоми на ділянці вторинної перетяжки відбувається формування ядерець на кожній з її частин.

Таким чином, можна стверджувати наступне: ядерцевих організатор складається не з одного, а з декількох локусів (генів), що відповідають за формування ядерця. Саме в ньому синтезуються рибосомні РНК рРНК, що утворюють субодиниці белоксінтезірующіх органел клітини - рибосом.

Що таке рибосоми?

Як вже було сказано раніше, всі три основних види РНК існують в клітці, де вони синтезуються на визначених ділянках - генах ДНК. Утворилися в результаті транскрипції Хвороби формують комплекси з білками - рібонуклеопротєїди, з яких утворюються складові частини майбутньої органели, так звані субодиниці. Через пори в ядерній мембрані вони переходять в цитоплазму і формують в ній об`єднані структури, що включає в себе ще й молекули і-РНК і т-РНК, які називаються полісомах.

Відео: Синтез білка

Самі рибосоми можуть розділятися під дією іонів кальцію і існувати окремо у вигляді субодиниць. Зворотний же процес відбувається в компартментах клітинної цитоплазми, де протікають процеси трансляції - збірки молекул клітинних білків. Чим активніше клітина, чим інтенсивніше в ній протікають процеси обміну речовин, тим більше рибосом вона містить. Наприклад, клітини червоного кісткового мозку, гепатоцити хребетних тварин і людини характеризуються великою кількістю цих органел в цитоплазмі.

Як кодуються гени р-РНК?

Виходячи з вищесказаного, будова, види і функціонування генів рРНК залежать від ядерцевих організаторів. У них розташовуються локуси, що містять гени, що кодують Хвороби. О. Міллер, проводячи дослідження овогенеза в клітинах тритонів, встановив механізм функціонування цих генів. З них синтезувалися копії р-РНК (так звані первинні транскріптанти), що містять близько 13х103 нуклеотидів і мають коефіцієнт седиментації 45 S. Потім цей ланцюг проходила процес дозрівання, що закінчується утворенням трьох молекул р-РНК з коефіцієнтами седиментації 5,8 S, 28 S і 18 S.

Механізм утворення р-РНК

Повернемося до дослідів Міллера, який досліджував синтез Хвороби і довів, що ЯДЕРЦЕВОГО ДНК служить шаблоном (матрицею) для утворення р-РНК - транскріптанта. Він же встановив, що від кількості молекул ферменту РНК-полімерази залежить чисельність незрілих рибосомальних кислот (пре-р-РНК), які утворюються. Потім відбувається їх дозрівання (процесинг), і молекули р-РНК починають тут же зв`язуватися з пептидами, в результаті утворюється рибонуклеопротеид - будівельний матеріал рибосоми.

Особливості рибосомних кислот еукаріотів

Маючи єдині принципи будови і загальні функціональні механізми, рибосоми прокаріотів і ядерних організмів все ж мають цітомолекулярние відмінності. Щоб їх з`ясувати, вчені застосували метод дослідження, званий рентгеноструктурньїм аналізом. Було з`ясовано, що величина еукаріотичної рибосоми, а значить, і р-РНК, що входять в неї, більше і коефіцієнт седиментації дорівнює 80 S. органел, втрачаючи іони магнію, може поділятися на дві субодиниці з показниками 60 S і 40 S. Мала частка містить одну молекулу кислоти, а велика - три, тобто ядерні клітини містять рибосоми, що складаються з 4-х полінуклеотидних спіралей кислоти наступних характеристик: 28 S РНК - 5 тис. нуклеотидів, 18 S - 2 тис. 5 S - 120 нуклеотидів, 5, 8 S - 160. Ділянка, де синтезується рРНК в клітині - це ядерце, розташоване в кариоплазме ядра.

Хвороби прокаріотів

На відміну від р-РНК, що входять в ядерні клітини, рибосомальні РНК бактерій транскрибируются на ущільненому ділянці цитоплазми, що містить ДНК і званим нуклеоїдом. Він містить рРНК гени. Транскрипція, загальна характеристика якої може бути представлена у вигляді процесу переписування інформації з р-РНК генів ДНК в послідовність нуклеотидів рибосомной рибонуклеїнової кислоти з урахуванням правила комплементарності генетичного коду: адениновую нуклеоітід відповідає ураціловому, а гуанінових - цитозинових.

Р-РНК бактерії мають меншу молекулярну масу і більш дрібні розміри, ніж у ядерних клітин. Їх коефіцієнт седиментації 70 S, а дві субодиниці мають показники 50 S і 30 S. Менша частка містить одну молекулу р-РНК, а велика - дві.

Роль рибонуклеїнової кислоти в процесі трансляції

Головною функцією р-РНК є забезпечення процесу біосинтезу клітинного білка - трансляції. Вона здійснюється тільки за наявності рибосом, що містять р-РНК. Об`єднуючись в групи, вони зв`язуються з молекулою інформаційної ДНК, утворюючи поліс. До неї з цитоплазми клітини підходять молекули транспортної рибосомной рибонуклеїнової кислоти, що несуть амінокислоти, які, потрапивши в полісі, зв`язуються між собою пептидними зв`язками, утворюючи полімер - білок. Він є найважливішим органічною сполукою клітини, які виконують безліч найважливіших функцій: будівельну, транспортну, енергетичну, ферментативну, захисну і сигнальну.

У даній статті були розглянуті характеристика, будова та опис рибосомних нуклеїнових кислот, які є органічними биополимерами клітин рослин, тварин і людини.