Waar wordt gesynthetiseerd rRNA. RRNA ribosomale RNA: karakterisering en beschrijving van de structuur

Moleculaire biologie is het bestuderen van de structuur en functie van de organische moleculen die deel uitmaken van levende cellen van planten, dieren en mensen. Opmerkelijk onder hen gegeven een groep verbindingen genoemd nucleïnezuur (kern) zuren.

Er zijn twee soorten: deoxyribonucleïnezuur (DNA) en ribonucleïnezuur. De laatste heeft verscheidene wijzigingen: mRNA, tRNA en rRNA, die verschillen in hun functie en plaats van lokalisatie in de cel. Dit artikel is gewijd aan de studie van de volgende vragen: waar wordt gesynthetiseerd rRNA in prokaryote en eukaryote cellen, wat is de structuur en betekenis.

historische informatie

De eerste wetenschappelijke vermelding van ribosomaal zuur kan worden gevonden in studies van R. Weinberg S. Penman in de 60-er jaren van de twintigste eeuw, die een korte polynucleotidemolecuul met betrekking tot RNA beschreven maar verschillende ruimtelijke structuur en sedimentatiecoëfficiënt van informatie en de overdracht RNA. Meestal worden de moleculen te vinden in de samenstelling van de nucleolus en celorganellen - ribosomen, die verantwoordelijk is voor de synthese van cellulaire eiwitten. Ze werden ribosomale genoemd (ribosomaal RNA).

Karakterisering van RNA

Ribonucleïnezuur, zoals DNA, is een polymeer waarin de monomeren nucleotiden 4 types: adenine, guanine, uracil en cytidine verbonden fosfodiester bindingen in lange enkelstrengige moleculen gedraaid tot een spiraal met een complex of conformatie. Er zijn ook dubbelstrengs ribosomale RNA optreedt in RNA-virussen en dubbele DNA functies: onderhoud en overdracht van erfelijke eigenschappen.

Drie soorten zuren in de cel meestal is: een matrix of informatie RNA-transportelement ribosomale RNA, waaraan gebonden aminozuren, en ribosomale zuur in de nucleolus en het cytoplasma van de cel.

Ribosomaal RNA is ongeveer 80% van ribonucleïnezuren in de cel en 60% van de massa van het ribosoom - organel, cellulaire eiwitsynthese. Alle bovenstaande soorten worden gesynthetiseerd (getranscribeerd) in sommige gebieden van DNA, RNA deze genen. Tijdens de synthese van het molecuul betrokken speciaal enzym - RNA polymerase. Plaats in een cel, waarbij rRNA wordt gesynthetiseerd - is de nucleolus, die op de karyoplasm kern.

Nucleolus, zijn rol bij de synthese van

In levende cellen, de zogenaamde celcyclus onderscheid te maken tussen haar divisies - interfase. Op dit moment in de celkern dichte lichamen granulaire structuren genoemd nucleoli en is een essentieel onderdeel van zowel plantaardige en dierlijke cellen zijn goed zichtbaar.

In de moleculaire biologie, bleek dat de nucleoli zijn de organellen waarin rRNA wordt gesynthetiseerd. Verder onderzoek leidde tot de ontdekking cytologie delen van de cel DNA waarin genen verantwoordelijk zijn voor de structuur en synthese van ribosomale zuren gevonden. Ze werden nucleolar organisator genoemd.

nucleolus organisator

Tot 60-er jaren van de twintigste eeuw in biologie is een advies dat de nucleolus organisator, op de plaats van een tweede vernauwing 13, 14, 15, 21 en 22 paar chromosomen, heeft de vorm van een enkele site. Betrokken onderzoekers in de studie van chromosoombeschadiging, genaamd afwijkingen hebben gevonden dat het tijdsverschil chromosoom op de plaats van de tweede vernauwing gevormd nucleoli aan elk van de delen.

Aldus kan het volgende worden vermeld: nucleolus organisator bestaat niet één maar meerdere loci (genen) die verantwoordelijk is voor de vorming van nucleolus. Het daarin gesynthetiseerde rRNA ribosomale RNA vormende subeenheid eiwit synthetiserende celorganellen - ribosomen.

Wat is een ribosoom?

Zoals eerder gezegd, drie belangrijke soorten RNA aanwezig in de cel, waar ze worden gesynthetiseerd in bepaalde gebieden - DNA genen. De resulterende ribosomale RNA transcriptie complexen vormen met eiwitten - RNP's die een integraal deel van het toekomstige organellen vormt, zogenaamde subeenheden. Door poriën in de kernmembraan in het cytoplasma, ze bewegen en vormen een verenigde structuur daarin, omvattende het molecuul en nog steeds-RNA en tRNA, genaamd polysomen.

Ribosoom zelf kunnen worden gescheiden door de werking van calciumionen en bestaan in de vorm van afzonderlijke subeenheden. Hetzelfde omgekeerde proces vindt plaats in de compartimenten van de cel cytoplasma waarin translatie plaatsvinden - assembleren moleculen cellulaire eiwitten. Een actieve cel intensiever stromen daarin metabolisme, hoe meer het bevat ribosomen. Bijvoorbeeld beenmergcellen, hepatocyten en menselijke gewervelde dieren gekenmerkt door een groot aantal van deze organellen in het cytoplasma.

Hoe genen worden gecodeerd rRNA?

Op basis van het voorgaande is de structuur vormen en functie van rRNA genen afhankelijk van het nucleolaire organisator. Ze zijn gerangschikt loei met genen coderend voor ribosomaal RNA. O. Miller, onderzoek in oögenese newt cellen, het mechanisme dat werking van deze genen. Aangezien zij werden gesynthetiseerd kopieën van rRNA (zogenaamde primaire transkriptanty) bevattende ongeveer 13h103 nucleotiden en met een sedimentatiecoëfficiënt van 45 S. Vervolgens deze schakeling wordt rijpingsproces eindigt vorm drie moleculen p-RNA sedimentatiecoëfficiënten van 5,8 S, 28 S gehouden, en 18 S.

Het mechanisme van de vorming van p-RNA

Terugkerend naar Miller experimenten die de synthese van ribosomaal RNA onderzocht en aangetoond dat DNA dient nucleoli patroon (matrix) voor de vorming van p-RNA - transkriptanta. Hij vond ook dat de hoeveelheid van het enzym RNA-polymerase-moleculen afhankelijk van het aantal onrijpe ribosomale zuren (pre-rRNA), die worden gevormd. Vervolgens de rijping (verwerking) en p-RNA-moleculen begint direct binden aan de peptiden, is het resultaat een ribonucleo - bouwmateriaal ribosoom.

Features ribosomale zuren in eukaryotische cellen

Het hebben van gemeenschappelijke beginselen en de opzet van de functionele mechanismen van prokaryotische ribosomen en nucleaire organismen hebben nog steeds tsitomolekulyarnye verschillen. Om ze te vinden, studie onderzoekers gebruik gemaakt van een methode genaamd X-ray analyse. Er werd gevonden dat de grootte van de eukaryotische ribosoom en derhalve de p-RNA daarin opgenomen en grotere sedimentatiecoëfficiënt 80 S. organel, verlies magnesiumionen in twee subeenheden kunnen worden gescheiden met indicatoren 60 S en 40 S. Small deeltje een molecuul zuur en grote - drie, d.w.z. cellen met kernen bevatten ribosomen, bestaande uit 4 polynucleotide helices acid volgende kenmerken: 28 s RNA - 5000 nucleotiden, 18 s - 2000 5 s - 120 nucleotiden, 5, .. 8 S - 160. Het gedeelte waar rRNA wordt gesynthetiseerd in eukaryote cellen - een nucleolus desintegraties true in karyoplasm kern.

Ribosomaal RNA prokaryoten

In tegenstelling tot p-RNA in de kern bevattende cellen worden bacteriële ribosomale ribonucleïnezuren overgeschreven op het gecomprimeerde deel van cytoplasma DNA bevat en genoemd nucleoid. Het bevat de rRNA genen. Inrichting, een algemeen kenmerk dat kan worden voorgesteld door de gegevens herschrijven proces p-RNA genen in de DNA-sequentie van ribosomaal ribonucleïnezuur nucleotide complementariteit met de regels van de genetische code: adenine nukleoitid overeenkomt uracil, en guanine - cytosine.

R-RNA bacteriën hebben een lager molecuulgewicht en kleinere afmetingen dan de kernhoudende cellen. Hun sedimentatiecoëfficiënt S 70, en de twee subeenheden indicatoren 50S en 30 S De kleinere deeltjes bevat één molecuul p-RNA's en grote - twee.

De rol van de ribonucleïnezuur tijdens translatie

De belangrijkste functie van rRNA is een proces van biosynthese celeiwit leveren - LIVE. Slechts bij aanwezigheid van ribosomen die rRNA. Samen in groepen, ze binden aan het DNA-molecuul van de informatie die de beleid. Om vanuit het cytoplasma van cellen geschikte transportmolecuul ribosomale ribonucleïnezuren dragende aminozuren, die, eenmaal in polysomen elkaar verbonden door peptidebindingen vorming van een polymeer - eiwit. Hij is de belangrijkste organische verbinding cellen uitvoeren van vele belangrijke functies: bouw, transport, energie, enzymen, veiligheid en signalering.

Dit artikel onderzocht de karakteristieke structuur en de beschrijving van ribosomaal nucleïnezuren organische biopolymeren cellen van planten, dieren en mensen.