Upravo ova faza razlikuje implementaciju dostupnih genetskih informacija u ćelije kao što su eukarioti i prokarioti.
Tumačenje ovog koncepta
Prevedeno sa engleskog, ovaj izraz znači "obrada, obrada." Procesiranje je proces formiranja zrelih molekula ribonukleinske kiseline iz pre-RNA. Drugim riječima, ovo je skup reakcija koje dovode do transformacije primarnih proizvoda transkripcije (pre-RNA raznih tipova) u već funkcionalne molekule.
Što se tiče obrade r- i tRNA, najčešće se svodi na odsijecanje viška fragmenata sa krajeva molekula. Ako govorimo o mRNA, onda se ovdje može primijetiti da se kod eukariota ovaj proces odvija u više faza.
Dakle, nakon što smo već naučili da je obrada transformacija primarnog transkripta u zreli RNA molekul, vrijedi preći na razmatranje njegovih karakteristika.
Glavne karakteristike koncepta koji se razmatra
Ovo uključuje sljedeće:
- modifikacija oba kraja molekula i RNK, tokom koje se na njih vežu specifične nukleotidne sekvence, pokazujući mjesto početka(kraj) emitovanja;
- splicing - odsijecanje neinformativnih sekvenci ribonukleinske kiseline koje odgovaraju DNK intronima.
Što se tiče prokariota, njihova mRNA nije predmet obrade. Ima sposobnost da radi odmah nakon završetka sinteze.
Gdje se odvija predmetni proces?
U svakom organizmu, procesiranje RNK se odvija u jezgru. Izvodi se pomoću posebnih enzima (njihove grupe) za svaku pojedinačnu vrstu molekula. Proizvodi prevođenja kao što su polipeptidi koji se direktno čitaju iz mRNA također se mogu obraditi. Takozvani prekursorski molekuli većine proteina - kolagen, imunoglobulini, probavni enzimi, neki hormoni - prolaze kroz ove promjene, nakon čega počinje njihovo pravo funkcioniranje u tijelu.
Već smo naučili da je procesiranje proces formiranja zrele RNK od pre-RNA. Sada je vrijedno uroniti u prirodu same ribonukleinske kiseline.
RNA: hemijska priroda
Ovo je ribonukleinska kiselina, koja je kopolimer pirimidin i purinskih ribonukleitida, koji su međusobno povezani, baš kao u DNK, preko 3' - 5'-fosfodiestarskih mostova.
Uprkos činjenici da su ove 2 vrste molekula slične, razlikuju se na nekoliko načina.
Razlikujuća svojstva RNA i DNK
Prvo, ribonukleinska kiselina ima ostatke ugljika, na koje pirimidin i purinbaze, fosfatne grupe - riboza, dok DNK ima 2'-deoksiribozu.
Drugo, komponente pirimidina se takođe razlikuju. Slične komponente su nukleotidi adenina, citozina, guanina. RNK sadrži uracil umjesto timina.
Treće, RNK ima jednolančanu strukturu, dok je DNK dvolančana molekula. Ali lanac ribonukleinske kiseline sadrži regije suprotnog polariteta (komplementarne sekvence) koje omogućavaju njenom jednom lancu da se presavije i formira "ukosnice" - strukture opremljene karakteristikama s dva lanca (kao što je prikazano na slici iznad).
Četvrto, zbog činjenice da je RNK jedan lanac koji je komplementaran samo jednom od lanaca DNK, gvanin ne mora biti prisutan u njoj u istom sadržaju kao citozin, a adenin kao uracil.
Peto, RNK se može hidrolizirati alkalnom do 2', 3'-cikličkih diestera mononukleotida. Ulogu međuproizvoda u hidrolizi ima 2', 3', 5-triestar, koji nije sposoban da se formira u toku sličnog procesa za DNK zbog odsustva 2'-hidroksilnih grupa u njemu. U poređenju sa DNK, alkalna labilnost ribonukleinske kiseline je korisno svojstvo i za dijagnostičke i za analitičke svrhe.
Informacije sadržane u 1-lančanoj RNK obično se realizuju kao niz pirimidinskih i purinskih baza, drugim riječima, u obliku primarne strukture polimernog lanca.
Ova sekvencakomplementaran genskom lancu (kodiranju) iz kojeg se RNA „čita“. Zbog ovog svojstva, molekul ribonukleinske kiseline može se specifično vezati za kodirajući lanac, ali nije u stanju to učiniti s nekodirajućim lancem DNK. RNA sekvenca, osim zamjene T sa U, slična je onoj nekodirajuće lanca gena.
RNA tipovi
Gotovo svi oni su uključeni u proces kao što je biosinteza proteina. Poznate su sljedeće vrste RNK:
- Matrix (mRNA). Ovo su citoplazmatski molekuli ribonukleinske kiseline koji djeluju kao šabloni za sintezu proteina.
- Ribosomalna (rRNA). Ovo je citoplazmatska RNA molekula koja djeluje kao strukturne komponente kao što su ribozomi (organele uključene u sintezu proteina).
- Transport (tRNA). To su molekuli transportnih ribonukleinskih kiselina koji učestvuju u translaciji (translaciji) mRNA informacija u sekvencu aminokiselina već u proteinima.
Značajan dio RNK u obliku 1. transkripta, koji nastaje u eukariotskim ćelijama, uključujući ćelije sisara, podliježe procesu degradacije u jezgru i ne igra informativnu ili strukturnu ulogu u citoplazma.
U ljudskim ćelijama (kultivisanim) pronađena je klasa malih nuklearnih ribonukleinskih kiselina, koje nisu direktno uključene u sintezu proteina, ali utiču na obradu RNK, kao i na celokupnu ćelijsku "arhitekturu". Njihove veličine variraju, sadrže 90 - 300 nukleotida.
Ribonukleinska kiselina je glavni genetski materijal uniz biljnih i životinjskih virusa. Neki RNK virusi nikada ne prolaze kroz obrnutu transkripciju RNK u DNK. Ali ipak, mnoge životinjske viruse, na primjer, retroviruse, karakterizira reverzna translacija njihovog RNA genoma, usmjerena RNA-ovisnom reverznom transkriptazom (DNA polimeraza) uz formiranje 2-lančane DNK kopije. U većini slučajeva, novi dvolančani DNK transkript se uvodi u genom, dalje osiguravajući ekspresiju virusnih gena i proizvodnju novih kopija RNA genoma (takođe virusnih).
Post-transkripcione modifikacije ribonukleinske kiseline
Njegovi molekuli sintetizirani RNA polimerazama su uvijek funkcionalno neaktivni i djeluju kao prekursori, odnosno pre-RNA. Oni se transformišu u već zrele molekule tek nakon što prođu odgovarajuće post-transkripcione modifikacije RNK - faze njenog sazrevanja.
Formiranje zrele mRNA počinje tokom sinteze RNK i polimeraze II u fazi elongacije. Već za 5'-kraj postepeno rastuće RNK lanac je vezan za 5'-kraj GTP-a, tada se ortofosfat odcjepljuje. Dalje, gvanin je metiliran sa pojavom 7-metil-GTP. Takva posebna grupa, koja je dio mRNA, naziva se "kapa" (šešir ili kapa).
U zavisnosti od tipa RNK (ribosomska, transportna, šablonska, itd.), prekursori prolaze kroz različite sekvencijalne modifikacije. Na primjer, prekursori mRNA se podvrgavaju spajanju, metilaciji, zatvaranju, poliadenilaciji, a ponekad i uređivanju.
Eukarioti: ukupnofunkcija
Eukariotska ćelija je domen živih organizama i sadrži jezgro. Osim bakterija, arheja, nuklearni su svi organizmi. Biljke, gljive, životinje, uključujući grupu organizama zvanih protisti, svi su eukariotski organizmi. Oni su i jednoćelijski i višećelijski, ali svi imaju zajednički plan ćelijske strukture. Općenito je prihvaćeno da ovi organizmi, tako različiti, imaju isto porijeklo, zbog čega se nuklearna grupa percipira kao monofiletska taksona najvišeg ranga.
Na osnovu uobičajenih hipoteza, eukarioti su nastali prije 1,5 - 2 milijarde godina. Važnu ulogu u njihovoj evoluciji ima simbiogeneza - simbioza eukariotske ćelije koja je imala jezgro sposobno za fagocitozu i bakterije koje je ona progutala - prekursora plastida i mitohondrija.
Prokarioti: opšte karakteristike
Ovo su jednoćelijski živi organizmi koji nemaju jezgro (formirano), ostatak membranskih organela (unutrašnje). Jedini veliki kružni dvolančani DNK molekul koji sadrži većinu ćelijskog genetskog materijala je onaj koji ne formira kompleks sa histonskim proteinima.
Prokarioti uključuju arheje i bakterije, uključujući cijanobakterije. Potomci nenuklearnih ćelija - eukariotske organele - plastide, mitohondrije. Podijeljeni su na 2 taksona unutar ranga domena: Archaea i Bacteria.
Ove ćelije nemaju nuklearni omotač, DNK pakovanje se dešava bez učešća histona. Vrsta njihove ishrane je osmotrofna, a genetski materijalpredstavljen je jednim molekulom DNK, koji je zatvoren u prsten, a postoji samo 1 replikon. Prokarioti imaju organele koje imaju membransku strukturu.
Razlika između eukariota i prokariota
Osnovna karakteristika eukariotskih ćelija je povezana sa prisustvom genetskog aparata u njima, koji se nalazi u jezgru, gde je zaštićen ljuskom. Njihova DNK je linearna, povezana sa histonskim proteinima, drugim hromozomskim proteinima kojih nema u bakterijama. U pravilu, 2 nuklearne faze su prisutne u njihovom životnom ciklusu. Jedna ima haploidni set hromozoma, a nakon spajanja, 2 haploidne ćelije formiraju diploidnu ćeliju, koja već sadrži 2. set hromozoma. Takođe se dešava da tokom naknadne deobe ćelija ponovo postane haploidna. Ovakav životni ciklus, kao i diploidija općenito, nije karakteristična za prokariote.
Najzanimljivija razlika je prisustvo posebnih organela kod eukariota, koji imaju vlastiti genetski aparat i razmnožavaju se diobom. Ove strukture su okružene membranom. Ove organele su plastidi i mitohondriji. U pogledu vitalne aktivnosti i strukture, iznenađujuće su slični bakterijama. Ova okolnost je navela naučnike da pomisle da su oni potomci bakterijskih organizama koji su ušli u simbiozu sa eukariotima.
Prokarioti imaju malo organela, od kojih nijedna nije okružena 2. membranom. Nedostaju im endoplazmatski retikulum, Golgijev aparat i lizozomi.
Još jedna važna razlika između eukariota i prokariota je prisustvo fenomena endocitoze kod eukariota, uključujući fagocitozu uvećina grupa. Potonje je sposobnost hvatanja pomoću zatvaranja u membranski mjehur, a zatim varenje različitih čvrstih čestica. Ovaj proces pruža najvažniju zaštitnu funkciju u tijelu. Pojava fagocitoze je vjerovatno posljedica činjenice da su njihove stanice srednje veličine. Prokariotski organizmi su, s druge strane, neuporedivo manji, zbog čega se u toku evolucije eukariota javila potreba vezana za snabdijevanje ćelije značajnom količinom hrane. Kao rezultat toga, među njima su se pojavili prvi mobilni grabežljivci.
Obrada kao jedan od koraka u biosintezi proteina
Ovo je drugi korak koji počinje nakon transkripcije. Prerada proteina se dešava samo kod eukariota. Ovo je sazrevanje mRNA. Da budemo precizni, ovo je uklanjanje regija koje ne kodiraju za protein i dodavanje kontrola.
Zaključak
Ovaj članak opisuje šta je obrada (biologija). Takođe govori šta je RNK, navodi njene tipove i post-transkripcione modifikacije. Razmatraju se karakteristične karakteristike eukariota i prokariota.
Konačno, vrijedi podsjetiti da je procesiranje proces formiranja zrele RNK od pre-RNA.
