Baltymų sintezė yra svarbus procesas visose eukariotinėse ląstelėse, nes baltymas sudaro kiekvienos ląstelės struktūrinius komponentus ir yra būtinas gyvybei. Baltymai dažnai vadinami ląstelių statybine medžiaga. Yra trys pagrindinės RNR formos - pasiuntinė RNR, pernešimo RNR ir ribosomų RNR. DNR kontroliuoja visą ląstelės veiklą ir sintetinama, kai ląstelei reikia daugiau baltymų. Maži DNR bitai yra pakeičiami į RNR baltymų sintezės proceso metu.
Ar RNR yra pagaminta iš DNR?
Kai ląstelė vykdo savo genetinius nurodymus, ji nukopijuoja dalį DNR kaip geną, kad pakeistų ją į RNR nukleotidą. RNR skiriasi nuo DNR dviem skirtingais būdais. RNR nukleotidai yra pagaminti iš cukraus ribozės ir vadinami ribonukleotidais. DNR cukraus kiekis yra dezoksiribozė. RNR turi tas pačias bazes kaip ir adenino, guanino ir citozino DNR, tačiau ji turi bazę arba uracilą, o ne timiną, esantį DNR. DNR ir RNR struktūra yra labai skirtinga, nes DNR yra dvipusė spiralė, o RNR yra viengrandė. RNR grandinės gali sulankstyti į daugybę įvairių formų tokiu pačiu būdu, kaip polipeptidinė grandinė sulankstoma, kad susidarytų galutinė baltymo forma.
Kiek yra pagrindinių RNR tipų?
Yra trys pagrindiniai RNR tipai, kurie gaminami kaip molekulės žmogaus ir gyvūnų ląstelių branduolyje. RNR taip pat yra ląstelės citoplazmoje. Ląstelės citoplazma yra visas už branduolio esantis turinys, kurį gaubia atskira ląstelės membrana. Trys pagrindiniai RNR tipai yra pasiuntinė RNR, pernešimo RNR ir ribosomų RNR arba rRNR. Kiekvienas iš trijų RNR tipų turi atskirą vaidmenį baltymų sintezėje transkripcijos, dekodavimo ir genetinio kodo, kuris prasideda nuo DNR, vertime.
Koks yra baltymų sintezės procesas?
Transkripcija yra pirmasis baltymų sintezės žingsnis, kuriame labai svarbų vaidmenį atlieka pranešimų RNR. „Messenger“ RNR yra nestabili ir ląstelėje negyvena ilgai, kad baltymai būtų gaminami tik tada, kai jų reikia ląstelėms augti ar taisyti. Transkripcija yra tada, kai genetinė informacija ląstelės DNR yra pakeista į pranešimą RNR pavidalu. Transkripcijos faktorių baltymai išvynioja DNR grandinę, kad fermento RNR polimerazė galėtų perrašyti vieną DNR grandinę. DNR yra pagaminta iš keturių adenino, guanino, citozino ir timino nukleotidų bazių. Jie yra derinami poromis adenino ir guanino bei citozino ir timino. Kai RNR perrašo DNR į pasiuntinio RNR molekulę, adeninas poruojasi su uracilu, o citozinas - su guaninu. Pasibaigus transkripcijos procesui, pasiuntinė RNR yra transportuojama iš branduolio ir į citoplazmą.
Kitas yra vertimo procesas, kurio metu RNR pernaša atlieka svarbų vaidmenį baltymų sintezėje. Perkėlimo RNR yra mažiausias RNR tipas ir paprastai yra apie 70–90 nukleotidų ilgio. Tai paverčia pranešimų RNR nukleotidų sekose aminorūgščių sekas. Aminorūgštys jungiasi su kitomis aminorūgštimis ir sudaro baltymus, reikalingus visoms ląstelių funkcijoms atlikti. Baltymai susidaro iš 20 aminorūgščių rinkinio. Perkėlimo RNR yra tokios pat formos, kaip dobilų lapai su trimis plaukų segtukų kilpomis. Perkėlimo RNR viename jos gale yra aminorūgščių prisijungimo vieta ir vidurinės kilpos dalis, vadinama antikodono vieta. Antikodoninė svetainė atpažįsta kodonus RNS. Kodonas turi tris ištisines nukleotidų bazes, kurios sukuria aminorūgštį ir signalizuoja vertimo proceso pabaigą. Perkelianti RNR ir ribosomos perskaito pasiuntinių RNR kodonus, kad gautų polipeptidinę grandinę, kuri patiria keletą pokyčių, kol ji gali tapti visiškai veikiančiu baltymu.
Ribosominė RNR (arba rRNR) atlieka specifinę funkciją. Ribosomos yra pagamintos iš ribosomų baltymų ir ribosomų RNR. Ribosominė RNR sudaro apie 60 procentų ribosomos masės. Paprastai jie susideda iš didelio ir mažo subvieneto. Subvienetus branduolyje sintetina branduolys. Ribosomos yra unikalios prigimties, nes jose yra jungiamoji RNS siuntimo vieta ir dvi RNR persiuntimo vietos RNR vietoje dideliame ribosomų subvienete. Mažas ribosominis subvienetas prisijungia prie pasiuntinio RNR molekulės ir tuo pačiu iniciatoriaus RNR molekulė atpažįsta ir prisijungia prie tam tikros tos pačios ribosominės RNR molekulės kodono sekos vertimas. Be to, rRNR funkcija apima didelį ribosomų subvienetą, sujungiantį naujai suformuotą kompleksą, tada abu ribosomų subvienetai keliauja palei pasiuntinio RNR molekulę, kai jie pereidami verčia kodonus visoje polipeptido grandinėje juos. Ribosominė RNR sukuria peptidinius ryšius tarp aminorūgščių polipeptido grandinėje. Kai pasiuntinio RNR molekulėje pasiekiamas galinis kodonas, baigiasi transliacijos procesas ir polipeptido grandinė bus išlaisvinta iš pernešančios RNR molekulės, tuo metu ribosoma skyla atgal į didelius ir mažus subvienetus, kaip buvo vertimo pradžioje fazė.
Kiek trunka baltymų sintezės procesas?
DNR į RNR ir baltymų produktą procesas gali vykti nepaprastai greitai. RNR beveik iškart išsiskiria, kai ji atsiskiria nuo DNR grandinės. Tokiu būdu per tą patį geną per trumpą laiką galima padaryti daug RNR kopijų. Papildomų RNR molekulių sintezę galima pradėti dar neužbaigus pirmosios RNR, kad ji galėtų greitai pagaminti RNR. Kai RNR molekulės atidžiai seka viena kitą, jos gali judėti apie 20 nukleotidų per sekundę žmonėms ir gyvūnams. Per vieną valandą iš vieno geno gali įvykti daugiau nei 1 000 transkripcijų.
Kas yra rRNR išeikvojimas?
Ribosominis RNR išeikvojimas yra gausiausias RNR komponentas, nes jis sudaro daugiau nei 80–90 procentų visos RNR ląstelėje. Ribosominė RNR yra išeikvota, kai rRNR iš dalies pašalinama iš viso RNR mėginio taip geriau ištirti RNR sekos nustatymo reakciją ir sutelkti dėmesį į kitas dvi RNR mėginio dalis transkripcija.
Kokios yra kitos ląstelėse gaminamos RNR rūšys?
Yra dar trys papildomos RNR rūšys, kurias galima gaminti ląstelėse. Mažos branduolinės RNR funkcija atliekant įvairius branduolio procesus, pvz., Jungiant priešnešines RNR. Maža nukleolinė RNR apdoroja ir chemiškai modifikuoja ribisominę RNR. Kiti RNR tipai, kurie nėra koduojantys vienetai, veikia ląstelių procesuose, pavyzdžiui, telomeroje sintezė, inaktyvinant X chromosomą ir pernešant baltymus į endoplazminį tinklą geroms ląstelėms sveikata.
Kas yra RNR virusai?
RNR virusas turi genetinės medžiagos šerdį, gaunamą iš ląstelės DNR. Paprastai jis turi apsauginį baltymų kapidą ir lipidinį apvalkalą, kad dar labiau apsaugotų. RNR virusas prisijungia prie ląstelės-šeimininkės, įsiskverbia į ją, reprodukuoja genetinę medžiagą ir sukuria apsauginį kapsidą, kuris tada atsiranda iš ląstelės. RNR virusai saugo RNR genetinę medžiagą, o ne DNR.
Visos sveikos ląstelės DNR kaupia genetinę medžiagą. RNR naudojama tik tada, kai DNR yra replikuojama, kad susidarytų RNR ir sintezuotų baltymus, reikalingus sveikai ląstelei gyventi. DNR yra daug stabilesnė nei RNR, todėl DNR daro labai mažai klaidų, kai ląstelės dalijasi, tačiau RNR nestabilumas ir jos replikacija gali padaryti daug klaidų ir netgi gali sąveikauti su savimi, kad daugintųsi virusas. RNR kiekvieną kartą nukopijuojant gali padaryti iki vienos klaidos per 10 000 nukleotidų. Jis taip pat daug mažiau ištaiso genetines klaidas nei DNR. Kai imuninė sistema išmoksta atpažinti virusą, ji susidaro antikūnus kovai su virusu. Virusai gali mutuoti, todėl imuninė sistema negali jo atpažinti, tada ji gali daugintis. Tai leidžia RNR virusams plisti daug greičiau nei DNR virusams.
Išgyvenęs virusas gali daugintis naujose ląstelėse per RNR seką ir sukelti daugybę ląstelių, kurias jis daugina, turėdamas virusą. RNR virusai vystosi greičiau nei bet kuris gyvas organizmas. Didelis RNR virusu užkrėstų ląstelių mutacijos lygis nekelia grėsmės viruso išlikimui.
Egzistuoja dviejų tipų RNR virusai. Jie gali būti viengrandžiai arba jutimo grandinės arba suporuoti kaip antisense sruogos. Dvigubos grandinės antisencijos RNR virusai pirmiausia turi pasikeisti ir paversti save vienos grandies prasmės RNR. Tai leidžia ląstelei šeimininkei būti tokia forma, kurią ribosomos gali skaityti. Gripo A virusas palaiko reikalingus fermentus arti viruso nukleorūgšties šerdies. Kai ji pereina iš antisense į prasmę turinčią RNR, ją gali nuskaityti ląstelės ribosomos, kad būtų galima sukurti viruso baltymus ir daugintis.
Kai kurie RNR virusai saugo savo informaciją tam tikra prasme, kad ją galėtų tiesiogiai perskaityti ląstelės ribosomos, ir ji veikia kaip įprasta pasiuntinio RNR. Šiuo atveju ribosomos sintetina RNR transkriptą ir sukuria antisense virusinę ląstelę, kad ji galėtų naudokite jį kaip šabloną, kad sintetintumėte daugiau virusinių RNR ir ląstelėms būtinų baltymų gyventi. Vienas iš labiausiai mirtinų šio tipo virusų yra hepatitas C.
Retroviruso pavyzdžiai yra ŽIV ir AIDS. Jie saugo savo genetinę medžiagą RNR pavidalu, tačiau jie naudoja atvirkštinės transkripcijos fermentą, kad savo RNR paverstų DNR užkrėstoje ląstelėje. Tai leidžia daug kopijų padaryti ląstelėse-šeimininkėse, kad virusas galėtų greitai užkrėsti didelį ląstelių kiekį.
Koronavirusai taip pat yra RNR virusai. Jie visų pirma užkrėstų viršutinius kvėpavimo takus ir virškinimo traktą. SARS-CoV yra rimtas virusas, kuris užkrečia viršutinius kvėpavimo takus, taip pat apatinius kvėpavimo takus, taip pat apima virškinamojo trakto distresą. Koronavirusai yra reikšminga visų peršalimo ligų dalis. Rinovirusai yra pagrindinė peršalimo priežastis. Konronavirusai taip pat gali sukelti plaučių uždegimą.
SARS yra sunkus ūmus kvėpavimo sindromas ir jame yra RNR genų, kurie mutuoja labai lėtai. SARS perduodamas kvėpavimo lašeliais ore čiaudint ar kosint, kad užkrėstų kitus.
Norovirusinės infekcijos išgarsėjo tuo, kad atsirado kruiziniuose laivuose ir buvo vadinamos į „Norwalk“ panašiais virusais. Tai sukelia gastroenteritą, ir jis plinta iš vieno žmogaus į kitą išmatomis-peroraliniu būdu. Jei užsikrėtęs žmogus dirba virtuvėje, jis gali užteršti maistą turėdamas virusą ant rankų ir nedėvėdamas pirštinių.
