Синтез рибонуклеиновой кислоты является предпосылкой для синтеза белка. Рибонуклеиновые кислоты передают генетическую информацию от ДНК к белкам. В некоторых вирусах рибонуклеиновые кислоты даже представляют весь геном.
Что такое синтез рибонуклеиновой кислоты?
Синтез рибонуклеиновой кислоты всегда происходит в ДНК. Там комплементарные рибонуклеотиды собираются в цепь РНК с использованием ферментативно контролируемого процесса. Рибонуклеиновая кислота (РНК) имеет структуру, аналогичную дезоксирибонуклеиновой кислоте (ДНК). Он состоит из азотистых оснований, остатка сахара и фосфатов. Собранные вместе три строительных блока образуют нуклеотид. Сахар состоит из рибозы. Это пентоза с пятью атомами углерода. Отличие от ДНК состоит в том, что сахар в положении 2 пентозного кольца содержит гидроксильную группу вместо атома водорода.
Рибоза этерифицируется фосфорной кислотой в двух местах. Это создает цепочку с чередующимися звеньями рибозы и фосфата. Нуклеарное основание гликозидно связано со стороной рибозы. Для создания РНК доступны четыре различных азотистых основания. Это пиримидиновые основания цитозин и урацил и пуриновые основания аденин и гуанин.
Азотистое основание тимин обнаружено в ДНК вместо урацила. Каждый из трех нуклеотидов в ряду образует триплет, кодирующий аминокислоту. Код определяется порядком нуклеиновых оснований (азотистых оснований). В отличие от ДНК, РНК одноцепочечная. Это вызвано гидроксильной группой в положении 2 рибозы.
Функция и задача
При синтезе рибонуклеиновой кислоты синтезируются различные типы РНК. В отличие от ДНК, РНК используется не для длительного хранения генетической информации, а для ее передачи.
За это отвечает информационная РНК (мРНК). Он копирует генетическую информацию из ДНК и передает ее рибосоме, где происходит синтез белка. Информация только временно сохраняется в РНК. После того, как синтез белка закончился, он снова распадается.
ТРНК и рРНК не несут никакой генетической информации, а скорее помогают строить белки на рибосоме. За экспрессию генов отвечают другие рибонуклеиновые кислоты. Следовательно, они несут ответственность за то, какую генетическую информацию вообще следует читать. Таким образом, они также способствуют дифференцировке клеток. Наконец, есть РНК, которая даже выполняет каталитические функции.
Некоторые вирусы содержат только РНК вместо ДНК. Это означает, что их генетический код хранится в РНК. Однако РНК можно синтезировать только с использованием ДНК. Следовательно, вирусы могут жить и размножаться только в клетке-хозяине.
При синтезе рибонуклеиновой кислоты фермент РНК-полимераза катализирует образование РНК на ДНК, что приводит к точной передаче генетического кода. Транскрипция инициируется связыванием РНК-полимеразы с промотором. Это специфическая нуклеотидная последовательность ДНК. На коротком участке ДНК двойная спираль разрывается за счет разрыва водородной связи. При этом комплементарные рибонуклеотиды присоединяются к соответствующим основаниям кодогенной цепи ДНК.
Группы рибозы и фосфата объединяются, образуя сложноэфирную связь, образуя цепь РНК. ДНК открывается только на коротком участке. Часть цепи РНК, которая уже была синтезирована, выступает из этого отверстия. Синтез рибонуклеиновой кислоты заканчивается на участке ДНК, называемом терминатором. Там есть стоп-код. По достижении кода остановки РНК-полимераза отделяется от ДНК, и образовавшаяся РНК высвобождается.
Болезни и недуги
Синтез рибонуклеиновой кислоты - это фундаментальный процесс, поэтому его нарушение имеет разрушительные последствия для организма. Чтобы можно было синтезировать белки, не должно быть серьезных отклонений в синтезе. Однако некоторые частицы чужеродной РНК могут перепрограммировать всю клетку, так что клетка тела синтезирует только чужеродную РНК. Этот процесс является обычным и играет большую роль при вирусных инфекциях.
Вирусы не могут размножаться сами по себе. Вы всегда зависите от клетки-хозяина. Есть как ДНК-вирусы, так и чистые РНК-вирусы. Оба типа проникают в клетку и включают свой генетический материал в генетический код клетки-хозяина. Клетка начинает воспроизводить только генетический материал вируса. Клетка производит вирусы, пока не умрет. Новообразованные вирусы проникают в другие клетки и продолжают свою работу по разрушению.
РНК-вирусы встраивают свой генетический материал в ДНК с помощью фермента обратной транскриптазы. После интеграции преобладает синтез вирусной РНК, которая затем возвращается в следующую клетку. Ретровирусы также относятся к РНК-вирусам. Хорошо известный ретровирус - вирус HI. Ретровирусы, однако, представляют собой особый случай: хотя они также включают свой генетический материал в ДНК посредством обратной транскриптазы, создаваемые новые вирусы покидают клетку, не разрушая ее. Это позволяет инфицированным клеткам стать постоянным источником вирусов.
Однако при производстве новых вирусов также постоянно происходят мутации, которые необратимо изменяют вирус. Иммунная система действительно вырабатывает антитела против существующих вирусов, но до того, как они будут уничтожены, генетический код изменился настолько, что образовавшиеся антитела перестали действовать. Организм должен продолжать вырабатывать новые антитела. Иммунная система находится под таким напряжением, что навсегда теряет устойчивость к бактериям, грибам и вирусам.
