Na tej stopnji se razlikuje implementacija razpoložljivih genetskih informacij v celicah, kot so evkarionti in prokarioti.
Interpretacija tega koncepta
Ta izraz v prevodu iz angleščine pomeni "obdelava, obdelava." Predelava je proces tvorbe zrelih molekul ribonukleinske kisline iz pred-RNA. Z drugimi besedami, to je niz reakcij, ki vodijo do transformacije primarnih transkripcijskih produktov (pred-RNA različnih vrst) v že delujoče molekule.
Pri obdelavi r- in tRNA najpogosteje gre za odrezovanje presežnih fragmentov s koncev molekul. Če govorimo o mRNA, potem lahko tukaj opazimo, da pri evkariontih ta proces poteka v več fazah.
Torej, potem ko smo se že naučili, da je procesiranje preobrazba primarnega transkripta v zrelo molekulo RNA, je vredno preiti na upoštevanje njegovih značilnosti.
Glavne značilnosti obravnavanega koncepta
To vključuje naslednje:
- sprememba obeh koncev molekule in RNA, med katero se nanje pritrdijo specifične nukleotidne sekvence, ki kažejo mesto začetka(konec) oddaje;
- splicing - odrezovanje neinformativnih zaporedij ribonukleinske kisline, ki ustrezajo intronom DNK.
Kar se tiče prokariotov, njihova mRNA ni predmet obdelave. Ima sposobnost delovanja takoj po koncu sinteze.
Kje poteka zadevni postopek?
V vsakem organizmu procesiranje RNA poteka v jedru. Izvaja se s pomočjo posebnih encimov (njihove skupine) za vsako posamezno vrsto molekule. Prevajalske produkte, kot so polipeptidi, ki se neposredno berejo iz mRNA, je mogoče tudi obdelati. Tako imenovane prekurzorske molekule večine beljakovin – kolagen, imunoglobulini, prebavni encimi, nekateri hormoni – so podvrženi tem spremembam, po katerih se začne njihovo pravo delovanje v telesu.
Spoznali smo že, da je procesiranje proces tvorbe zrele RNA iz pred-RNA. Zdaj se je vredno poglobiti v naravo same ribonukleinske kisline.
RNA: kemična narava
To je ribonukleinska kislina, ki je kopolimer pirimidinskih in purinskih ribonukleitidov, ki sta med seboj povezana, tako kot v DNK, s 3' - 5'-fosfodiestrskimi mostovi.
Kljub temu, da sta si ti dve vrsti molekul podobni, se razlikujeta na več načinov.
razlikovalne značilnosti RNA in DNK
Prvič, ribonukleinska kislina ima ostanek ogljika, ki ji pripadajo pirimidin in purinbaze, fosfatne skupine - riboza, medtem ko ima DNK 2'-deoksiribozo.
Drugič, razlikujejo se tudi pirimidinske komponente. Podobne komponente so nukleotidi adenina, citozina, gvanina. RNA vsebuje uracil namesto timina.
Tretjič, RNA ima 1-verižno strukturo, medtem ko je DNK 2-verižna molekula. Toda veriga ribonukleinske kisline vsebuje regije nasprotne polarnosti (komplementarno zaporedje), ki omogočajo, da se njena ena veriga zloži in tvori "lasnice" - strukture, opremljene z 2-verižnimi lastnostmi (kot je prikazano na zgornji sliki).
Četrtič, zaradi dejstva, da je RNA ena veriga, ki je komplementarna samo eni od verig DNK, ni nujno, da je v njej prisoten gvanin v enaki vsebnosti kot citozin in adenin kot uracil.
Petič, RNA lahko hidroliziramo z alkalijo v 2', 3'-ciklične diestre mononukleotidov. Vlogo vmesnega produkta pri hidrolizi ima 2', 3', 5-triester, ki se zaradi odsotnosti 2'-hidroksilnih skupin v DNK v podobnem procesu ne more tvoriti. V primerjavi z DNK je alkalna labilnost ribonukleinske kisline uporabna lastnost tako za diagnostične kot analitične namene.
Informacije, ki jih vsebuje 1-verižna RNA, so običajno realizirane kot zaporedje pirimidinskih in purinskih baz, z drugimi besedami, v obliki primarne strukture polimerne verige.
To zaporedjekomplementarno genski verigi (kodiranju), iz katere se "bere" RNA. Zaradi te lastnosti se lahko molekula ribonukleinske kisline specifično veže na kodirno verigo, vendar tega ne more storiti z nekodirajočo verigo DNK. Zaporedje RNA, razen zamenjave T z U, je podobno zaporedju nekodirajoče verige gena.
vrste RNA
Skoraj vsi so vključeni v tak proces, kot je biosinteza beljakovin. Poznane so naslednje vrste RNA:
- Matrika (mRNA). To so citoplazmatske molekule ribonukleinske kisline, ki delujejo kot predloge za sintezo beljakovin.
- ribosomska (rRNA). To je citoplazmatska molekula RNA, ki deluje kot strukturne komponente, kot so ribosomi (organeli, vključeni v sintezo beljakovin).
- Transport (tRNA). To so molekule transportnih ribonukleinskih kislin, ki sodelujejo pri prevajanju (prevajanju) informacij mRNA v aminokislinsko zaporedje že v beljakovinah.
Pomemben del RNA v obliki 1. transkriptov, ki nastanejo v evkariontskih celicah, vključno s celicami sesalcev, je podvržen procesu razgradnje v jedru in ne igra informacijske ali strukturne vloge v citoplazma.
V človeških celicah (kultiviranih) je bil ugotovljen razred majhnih jedrskih ribonukleinskih kislin, ki niso neposredno vključene v sintezo beljakovin, vendar vplivajo na obdelavo RNA, pa tudi na celotno celično "arhitekturo". Njihove velikosti so različne, vsebujejo 90 - 300 nukleotidov.
Ribonukleinska kislina je glavni genetski material vštevilne rastlinske in živalske viruse. Nekateri virusi RNA nikoli ne gredo skozi povratno transkripcijo RNA v DNK. Še vedno pa je za številne živalske viruse, na primer retroviruse, značilen povratni prevod njihovega RNA genoma, ki ga usmerja RNA-odvisna reverzna transkriptaza (DNA polimeraza) s tvorbo 2-verižne DNK kopije. V večini primerov se nastajajoči 2-verižni DNK transkript vnese v genom, kar dodatno zagotavlja izražanje virusnih genov in proizvodnjo novih kopij RNA genomov (tudi virusnih).
Post-transkripcijske modifikacije ribonukleinske kisline
Njegove molekule, sintetizirane z RNA polimerazami, so vedno funkcionalno neaktivne in delujejo kot prekurzorji, in sicer pre-RNA. Pretvorijo se v že zrele molekule šele potem, ko so prestale ustrezne post-transkripcijske modifikacije RNA - stopnje njenega zorenja.
Tvorba zrele mRNA se začne med sintezo RNA in polimeraze II v fazi raztezanja. Že na 5'-konec postopoma rastoče verige RNA je pritrjen 5'-konec GTP, nato se ortofosfat odcepi. Nadalje se gvanin metilira s pojavom 7-metil-GTP. Takšna posebna skupina, ki je del mRNA, se imenuje "kapica" (klobuk ali kapa).
Odvisno od vrste RNA (ribosomska, transportna, predlogna itd.) so predhodniki podvrženi različnim zaporednim modifikacijam. Na primer, predhodniki mRNA so podvrženi spajanju, metilaciji, zapiranju, poliadenilaciji in včasih urejanju.
Evkarioti: skupajfunkcija
Evkariontska celica je domena živih organizmov in vsebuje jedro. Poleg bakterij, arhej, so jedrski vsi organizmi. Rastline, glive, živali, vključno s skupino organizmov, imenovanimi protisti, so vsi evkariontski organizmi. Oba sta enocelična in večcelična, vendar imajo vsi skupen načrt celične strukture. Na splošno velja, da imajo ti tako različni organizmi enak izvor, zato se jedrska skupina dojema kot monofiletski takson najvišjega ranga.
Na podlagi običajnih hipotez so evkarionti nastali pred 1,5-2 milijardama let. Pomembno vlogo v njihovem razvoju ima simbiogeneza - simbioza evkariontske celice, ki je imela jedro, sposobno fagocitoze, in bakterije, ki jih pogoltne - predhodniki plastidov in mitohondrijev.
Prokarioti: splošne značilnosti
To so 1-celični živi organizmi, ki nimajo jedra (nastalega), ostale membranske organele (notranje). Edina velika krožna 2-verižna molekula DNK, ki vsebuje večino celičnega genetskega materiala, je tista, ki ne tvori kompleksa s histonskimi proteini.
Prokarioti vključujejo arheje in bakterije, vključno s cianobakterijami. Potomci nejedrskih celic - evkariontske organele - plastidi, mitohondriji. Razdeljeni so na 2 taksona znotraj domenskega ranga: Archaea in Bacteria.
Te celice nimajo jedrske ovojnice, pakiranje DNK poteka brez vpletenosti histonov. Vrsta njihove prehrane je osmotrofna in genetski materialki ga predstavlja ena molekula DNK, ki je zaprta v obroč, in obstaja samo 1 replikon. Prokarioti imajo organele, ki imajo membransko strukturo.
Razlika med evkarionti in prokarioti
Temeljna značilnost evkariontskih celic je povezana s prisotnostjo v njih genetskega aparata, ki se nahaja v jedru, kjer je zaščiten z lupino. Njihova DNK je linearna, povezana s histonskimi proteini, drugimi kromosomskimi proteini, ki jih v bakterijah ni. V njihovem življenjskem ciklu sta praviloma prisotni 2 jedrski fazi. Ena ima haploiden niz kromosomov in po združitvi 2 haploidni celici tvorita diploidno celico, ki že vsebuje 2. niz kromosomov. Zgodi se tudi, da med nadaljnjo delitvijo celica spet postane haploidna. Tovrsten življenjski cikel, pa tudi diploidija na splošno, ni značilna za prokariote.
Najbolj zanimiva razlika je prisotnost posebnih organelov pri evkariontih, ki imajo lasten genetski aparat in se razmnožujejo z delitvijo. Te strukture so obdane z membrano. Ti organeli so plastidi in mitohondriji. Po vitalni aktivnosti in zgradbi so presenetljivo podobni bakterijam. Ta okoliščina je znanstvenike spodbudila k razmišljanju, da so potomci bakterijskih organizmov, ki so vstopili v simbiozo z evkarionti.
Prokarioti imajo malo organelov, od katerih nobena ni obdana z 2. membrano. Manjkajo jim endoplazmatski retikulum, Golgijev aparat in lizosomi.
Druga pomembna razlika med evkarionti in prokarioti je prisotnost pojava endocitoze pri evkariontih, vključno s fagocitozo vvečina skupin. Slednje je sposobnost zajemanja s pomočjo zaprtja v membranskem mehurčku in nato prebave različnih trdnih delcev. Ta proces zagotavlja najpomembnejšo zaščitno funkcijo v telesu. Pojav fagocitoze je verjetno posledica dejstva, da so njihove celice srednje velikosti. Prokariontski organizmi so po drugi strani neprimerno manjši, zato se je v evoluciji evkariontov pojavila potreba, povezana z oskrbo celice s precejšnjo količino hrane. Posledično so se med njimi pojavili prvi mobilni plenilci.
Predelava kot eden od korakov v biosintezi beljakovin
To je drugi korak, ki se začne po prepisu. Predelava beljakovin poteka samo pri evkariontih. To je zorenje mRNA. Natančneje, to je odstranitev regij, ki ne kodirajo za beljakovine, in dodajanje kontrol.
Sklep
Ta članek opisuje, kaj je obdelava (biologija). Prav tako pove, kaj je RNA, našteje njene vrste in post-transkripcijske modifikacije. Upoštevane so posebnosti evkariontov in prokariotov.
Na koncu je vredno spomniti, da je procesiranje proces tvorbe zrele RNA iz pred-RNA.
