МЕДИЧНА БІОЛОГІЯ, АНАТОМІЯ, ФІЗІОЛОГІЯ ТА ПАТОЛОГІЯ ЛЮДИНИ - Я.І.Федонюк 2010

БІОЛОГІЯ

РОЗДІЛ 1. БІОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ ЛЮДИНИ

1.3. МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧНИЙ І КЛІТИННИЙ РІВНІ ОРГАНІЗАЦІЇ ЖИТТЯ

1.3.3. Спадковий апарат еукаріотичних клітин і його функціонування - молекулярний рівень

РНК: будова, типи РНК, роль у реалізації генетичної інформації

РНК (рибонуклеїнова кислота) - біополімер, мономерами якого є нуклеотиди, з'єднані в полінуклеотидний ланцюг. На відміну від дволанцюгової молекули ДНК, молекула РНК складається з одного ланцюга. Він побудований так само, як один з ланцюгів ДНК. Нуклеотид РНК містить залишок фосфорної кислоти, пентозу і одну з чотирьох азотистих основ. Три азотисті основи такі самі як в ДНК (аденін, гуанін і цитозин), а замість тиміну міститься близька до нього піримідинова основа урацил (У). В якості пентози РНК містить рибозу (звідси назва цієї кислоти - рибонуклеїнова). Дволанцюгову структуру мають рибонуклеїнові кислоти РНК-вмісних вірусів, де вони є носіями спадкової інформації. Одноланцюгові РНК еукаріотів теж можуть мати ділянки з дволанцюговою структурою у вигляді "шпильок", які утворюються за рахунок водневих зв'язків між комплементарними основами того самого ланцюга (А-У, Г-Ц). Якщо вміст ДНК у клітині є постійним, то вміст РНК сильно коливається, особливо багато її в клітинах з інтенсивним синтезом білків. РНК міститься переважно в цитоплазмі клітини.

Розрізняють три типи РНК: інформаційна, або матрична, РНК (іРНК, мРНК), рибосомна РНК (рРНК) і транспортна РНК (тРНК). Усі три типи РНК синтезуються в ядрі клітини на одному з ланцюгів ДНК за матричним принципом (транскрипція) і всі три типи РНК беруть участь у біосинтезі білків. Усі типи РНК синтезуються у вигляді РНК-попередниць, які після транскрипції зазнають певних змін, перетворюючись у біологічно активні РНК. Цей процес називається дозріванням, або процесингом (див. нижче).

Рибосомна РНК (рРНК) має найбільшу довжину, містить до 3-4 тис. нуклеотидів, складає до 90 % усієї РНК клітини, входить до складу рибосом. Разом з рибосомними білками рРНК утворює структурний каркас рибосом для функціонування білоксинтезуючої системи клітини. рРНК утворюється в ядерці ядра клітини на ядерцевих організаторах хромосом. Оскільки рибосом у клітинах прокаріотів і еукаріотів багато, гени, що кодують синтез рРНК, представлені багатьма копіями.

Транспортна РНК (тРНК) - найкоротша за розмірами, містить 70-90 нуклеотидів, складає 1020 % загальної клітинної РНК, на відміну від інших РНК, розчинна. Транспортні РНК транспортують активовані амінокислоти до місця біосинтезу білків (рибосом) для включення їх в поліпептидний ланцюг, що тут синтезується. Для кожної амінокислоти існує специфічна тРНК. Оскільки більшість амінокислот кодується кількома кодонами, число різних типів РНК перевищує число амінокислот (20).

Усі молекули тРНК мають вторинну структуру у вигляді листка конюшини (рис. 1.44). Три ділянки молекули мають форму петель, з них середня містить триплет нуклеотидів (антикодон), комплементарний певному кодону ІРНК. Загальна властивість усіх типів тРНК - на 3 '-кінці (акцепторному) знаходиться триплет нуклеотидів ЦЦА. Кінцевий аденозин антикодона через З -ОН групу рибози акцептує (приєднує) активовану амінокислоту в процесі трансляції. Таким чином, тРНК у білоксинтезуючій системі клітини виконує три функції: 1) акцепторну; 2) транспортну і 3) адапторну, тобто тРНК слугують проміжними молекулами між ІРНК і поліпептидом.

Рис. 1.44. Схема вторинної структури молекули тРНК типу листка конюшини

Інформаційна, або матрична, РНК (ІРНК, мРНК) складає 0,5-3 % загальної кількості клітинної РНК. Довжина її може бути різною - від 300 до 3000 нуклеотидів, що залежить від довжини гена. Функція - переносить генетичну інформацію про первинну структуру білка з ядра від ДНК у цитоплазму до рибосом. Інформаційну РНК називають ще матричною РНК (мРНК), тому що вона є матрицею (шаблоном), на якій будується поліпептид відповідно до інформації, яку вона містить.