Olbaltumvielu sintēze ir svarīgs process visās eikariotu šūnās, jo olbaltumvielas veido katras šūnas strukturālās sastāvdaļas un ir būtiska dzīvībai. Olbaltumvielas bieži sauc par šūnu pamatelementu. Pastāv trīs galvenās RNS formas - kurjera RNS, pārneses RNS un ribosomu RNS. DNS kontrolē visas šūnas aktivitātes, un tā tiek sintezēta, kad šūnai nepieciešams vairāk olbaltumvielu. Olbaltumvielu sintēzes procesā mazi DNS biti tiek pārveidoti par RNS.
Vai RNS ir izgatavota no DNS?
Kad šūna ievēro savas ģenētiskās instrukcijas, tā kopē DNS daļu kā gēnu, lai to mainītu uz RNS nukleotīdu. RNS no DNS atšķiras divos atšķirīgos veidos. RNS nukleotīdi ir izgatavoti no cukura ribozes un tiek saukti par ribonukleotīdiem. DNS cukura saturs ir dezoksiribozs. RNS ir tādas pašas bāzes kā adenīna, guanīna un citozīna DNS, bet tai ir DNS vai timīna vietā esošā bāze vai uracils. DNS un RNS struktūra ir ļoti atšķirīga, jo DNS ir divvirzienu spirāle un RNS ir viena virkne. RNS ķēdes var salocīt visdažādākajās daudzās formās tādā pašā veidā, kā polipeptīdu ķēde salocās, veidojot olbaltumvielu galīgo formu.
Cik ir galveno RNS veidu?
Ir trīs galvenie RNS veidi, kas tiek ražoti kā molekulas cilvēku un dzīvnieku šūnu kodolā. RNS atrodas arī šūnas citoplazmā. Šūnas citoplazma ir viss saturs ārpus kodola, ko aptver atsevišķa šūnas membrāna. Trīs galvenie RNS veidi ir kurjera RNS, pārneses RNS un ribosomu RNS vai rRNS. Katram no trim RNS veidiem ir atšķirīga loma olbaltumvielu sintēzē transkripcijā, dekodēšanā un ģenētiskā koda tulkošanā, kas sākas ar DNS.
Kāds ir olbaltumvielu sintēzes process?
Transkripcija ir pirmais olbaltumvielu sintēzes posms, kurā ziņneša RNS ir ļoti svarīga loma. Messenger RNS ir nestabila un šūnā nedzīvo ilgi, lai nodrošinātu, ka olbaltumvielas tiek ražotas tikai tad, kad tās nepieciešamas šūnu augšanai vai atjaunošanai. Transkripcija ir tad, kad ģenētiskā informācija šūnas DNS tiek pārveidota par ziņojumu RNS formā. Transkripcijas faktoru olbaltumvielas atritina DNS virkni, lai fermenta RNS polimerāze dotu iespēju pārrakstīt vienu DNS virkni. DNS izgatavo no četrām adenīna, guanīna, citozīna un timīna nukleotīdu bāzēm. Tie ir apvienoti pāros ar adenīnu plus guanīnu un citozīnu plus timīnu. Kad RNS transkribē DNS RNS molekulā, adenīns pārī ar uracilu un citozīns pārī ar guanīnu. Transkripcijas procesa beigās kurjera RNS tiek transportēta no kodola un citoplazmā.
Nākamais ir tulkošanas process, kura laikā pārneses RNS ir svarīga loma olbaltumvielu sintēzē. Pārneses RNS ir mazākais RNS veids, un tā garums parasti ir apmēram 70 līdz 90 nukleotīdi. Tas tulko ziņojumu Messenger RNS nukleotīdu secībās aminoskābju secībās. Aminoskābes savienojas kopā ar citām aminoskābēm, veidojot olbaltumvielas, kas nepieciešamas visām šūnu funkcijām. Olbaltumvielas tiek veidotas no 20 aminoskābju komplekta. Pārneses RNS ir tādā pašā formā kā āboliņa lapa ar trim matadata cilpām. Transfer RNS ir aminoskābju piesaistes vieta vienā galā un sadaļa vidējā cilpā, ko sauc par antikodona vietni. Antikodona vietne atpazīst kodonus uz kurjera RNS. Kodonam ir trīs nepārtrauktas nukleotīdu bāzes, kas rada aminoskābi un signalizē par tulkošanas procesa beigām. Pārneses RNS un ribosomas nolasa ziņneša RNS kodonus, lai iegūtu polipeptīdu ķēdi, kurā notiek vairākas izmaiņas, pirms tā var kļūt par pilnībā funkcionējošu olbaltumvielu.
Ribosomālajai RNS (vai rRNS) ir noteikta funkcija. Ribosomas ir izgatavotas no ribosomu olbaltumvielām un ribosomu RNS. Ribosomālā RNS veido apmēram 60 procentus no ribosomas masas. Parasti tos veido liela apakšvienība un maza apakšvienība. Apakšvienības kodolā sintezē kodols. Ribosomas ir unikālas pēc būtības, jo tās satur saistīšanās vietu kurjera RNS un divas saistīšanas vietas RNS pārnešanai RNS vietā lielajā ribosomu apakšvienībā. Neliela ribosomu apakšvienība piestiprinās RNS molekulas un vienlaikus ierosinātāja RNS molekulas pārnešanai molekula atpazīst un saistās ar noteiktu kodona secību tajā pašā ribosomu RNS molekulā tulkojums. Pēc tam rRNS funkcija ietver lielu ribosomu apakšvienību, kas pievienojas jaunizveidotajam kompleksam, pēc tam abas ribosomu apakšvienības ceļo pa ziņneša RNS molekulu, kad tie pāriet, pārveidojot kodonus visā polipeptīdu ķēdē tos. Ribosomālā RNS rada peptīdu saites starp aminoskābēm polipeptīdu ķēdē. Kad kurjera RNS molekulā tiek sasniegts terminācijas kodons, translācijas process beigsies un polipeptīda ķēde tiks atbrīvota no pārneses RNS molekula, kurā laikā ribosoma sadalās atpakaļ lielajās un mazajās apakšvienībās, kādas tās bija tulkošanas sākumā fāze.
Cik ilgi notiek olbaltumvielu sintēzes process?
DNS process līdz RNS un olbaltumvielu produkts var notikt apbrīnojami ātri. RNS gandrīz nekavējoties izdalās, kad tā atdalās no DNS virknes. Tādā veidā daudzas RNS kopijas var izgatavot no tieši tā paša gēna īsā laikā. Papildu RNS molekulu sintēzi var sākt pirms pirmās RNS pabeigšanas, lai tā varētu ātri ražot RNS. Kad RNS molekulas cieši seko viena otrai, tās var cilvēkiem un dzīvniekiem pārvietoties aptuveni 20 nukleotīdus sekundē. Vienas stundas laikā no viena gēna var notikt vairāk nekā 1000 transkripciju.
Kas ir rRNS samazināšanās?
Ribosomālā RNS samazināšanās ir visplašākā RNS sastāvdaļa, jo tā veido lielāko daļu no vairāk nekā 80 līdz 90 procentiem no šūnā esošā RNS kopskaita. Ribosomālā RNS samazināšanās ir tad, kad rRNS tiek daļēji noņemts no visa RNS parauga, lai to izdarītu labāk izpētīt RNS sekvencēšanas reakciju, lai koncentrētos uz pārējām divām RNS parauga daļām transkripcija.
Kādi ir citi šūnās ražoto RNS veidi?
Šūnās var ražot vēl trīs papildu RNS veidus. Neliela kodola RNS funkcija dažādos kodola procesos, piemēram, pirms-kurjera RNS savienošana. Maza nukleolārā RNS apstrādā un ķīmiski modificē ribisomu RNS. Citi RNS veidi, kas nav kodēšanas vienības, kalpo funkcionēšanai šūnu procesos, piemēram, telomerā sintēzi, inaktivējot X hromosomu un transportējot olbaltumvielas uz labu šūnu šūnu endoplazmatiskajā tīklā veselība.
Kas ir RNS vīrusi?
RNS vīruss satur ģenētiskā materiāla kodolu, ko iegūst no šūnas DNS. Tam ir vēl proteīna aizsargkapsīds un lipīdu apvalks vēl tālākai aizsardzībai. RNS vīruss pievienojas saimniekšūnai, iekļūst tajā, pavairo ģenētisko materiālu un rada aizsargkapsīdu, kas pēc tam iznāk no šūnas. RNS vīrusi uzglabā RNS ģenētisko materiālu, nevis DNS.
Visas veselās šūnas DNS glabā ģenētisko materiālu. RNS tiek izmantota tikai tad, kad DNS tiek atkārtota, veidojot RNS un sintezējot olbaltumvielas, kas veselīgai šūnai nepieciešamas dzīvošanai. DNS ir daudz stabilāka nekā RNS, tāpēc, veicot šūnu dalīšanos, DNS pieļauj ļoti maz kļūdu RNS nestabilitāte un tās replikācija var pieļaut daudzas kļūdas, un tā var pat mijiedarboties ar sevi, lai vairotos vīruss. Katru reizi, kad to kopē, RNS var pieļaut vienu kļūdu, pārsniedzot 10 000 nukleotīdu. Tas arī daudz mazāk spēj labot ģenētiskās kļūdas nekā DNS. Kad imūnsistēma mācās atpazīt vīrusu, tā veido antivielas, lai cīnītos pret vīrusu. Vīrusi var mutēt, tāpēc imūnsistēma to nevar atpazīt, un tad tā var vairoties. Tas ļauj RNS vīrusiem izplatīties daudz ātrāk nekā DNS vīrusiem.
Izdzīvojušais vīruss var reproducēt sevi jaunās šūnās, izmantojot RNS secību, un tā rezultātā tūkstošiem šūnu, kuras tas pavairo, satur vīrusu. RNS vīrusi attīstās ātrāk nekā jebkurš faktiskais dzīvais organisms. Augsts RNS vīrusa inficēto šūnu mutāciju līmenis neapdraud vīrusa izdzīvošanu.
Pastāv divu veidu RNS vīrusi. Tie var būt vijoti vai jutīgi savīti vai sapāroti kā antisense pavedieni. Divkāršās antivielas RNS vīrusiem vispirms ir jāmainās un jāpārveido vienpavedienu RNS. Tas ļauj saimniekšūnai būt tādā formā, kuru ribosomas var nolasīt. A gripas vīruss uztur vajadzīgos enzīmus tuvu vīrusa nukleīnskābes kodolam. Kad tas mainās no antisense uz jēgas RNS, tad šūnā esošās ribosomas to var nolasīt, lai izveidotu vīrusu olbaltumvielas un atkārtotos.
Daži RNS vīrusi glabā savu informāciju savā ziņā, lai to varētu tieši nolasīt šūnas ribosomas, un tā darbojas kā parasta parastā kurjera RNS. Šajā gadījumā ribosomas sintezē RNS transkriptu un izveido antisense vīrusu šūnu, lai tā varētu izmantojiet to kā veidni, lai sintezētu vairāk vīrusu RNS kopā ar nepieciešamajiem proteīniem šūnām tiešraide. Viens no visnāvējošākajiem šāda veida vīrusiem ir C hepatīts.
Retrovīrusu piemēri ir HIV un AIDS. Viņi uzglabā savu ģenētisko materiālu RNS formā, bet viņi izmanto reversās transkripcijas enzīmu, lai pārveidotu savu RNS par DNS inficētajā šūnā. Tas ļauj daudz kopēt saimniekorganisma šūnās, lai vīruss varētu ātri inficēt lielu daudzumu šūnu.
Koronavīrusi ir arī RNS vīrusi. Tie galvenokārt inficē cilvēku augšējos elpošanas un kuņģa-zarnu trakta ceļus. SARS-CoV ir nopietns vīruss, kas inficē augšējos elpceļus, kā arī apakšējos elpceļus, un tas ietver arī kuņģa-zarnu trakta distresu. Koronavīrusi ir ievērojama daļa no visiem parastajiem saaukstēšanās gadījumiem. Rinovīrusi ir galvenais saaukstēšanās cēlonis. Konronavīrusi var izraisīt arī pneimoniju.
SARS ir smags akūts elpošanas sindroms, un tajā ir RNS gēni, kas mutē ļoti lēni. SARS tiek pārnests ar elpošanas pilieniem gaisā, šķaudot vai klepojot, lai inficētu citus.
Norovīrusu infekcijas kļuva slavenas ar to, ka tās parādījās kruīza kuģos un tika dēvētas par Norwalk līdzīgiem vīrusiem. Tie izraisa gastroenterītu, un tas tiek izplatīts no vienas personas uz otru ar fekāliju-orālo ceļu. Ja inficētā persona strādā virtuvē, viņi var piesārņot pārtiku, turot vīrusu uz rokām un nevalkājot cimdus.
