Каждая живая клетка содержит ДНК, состоящую из четырех строительных блоков, называемых нуклеотидами. Последовательность нуклеотидов определяет гены, которые кодируют белки и РНК, необходимые клеткам для роста и воспроизводства. Каждая нить ДНК поддерживается как одна копия на клетку, в то время как гены, обнаруженные на хромосоме, часто транскрибируются во многие копии РНК.
Три основных типа РНК
Клеткам необходимы три основных типа РНК для выполнения своих биологических функций: мРНК, тРНК и рРНК. Типом, который служит матрицей для создания белка, является мРНК, в то время как тРНК и рРНК помогают в синтезе белка. Клеточные машины, синтезирующие белки, называются рибосомами, и это большие комплексы, состоящие из нескольких различных молекул рРНК и более чем 50 белков. Когда молекула мРНК объединяется с рибосомой, тРНК сопоставляет матрицу мРНК с аминокислотами, составляющими белок. Задача рРНК - помогать в химической реакции образования связей между аминокислотами.
Клетки содержат много рибосом
Типичная животная клетка содержит в среднем от 8 до 10 миллиардов белковых молекул. Каждый белок должен быть синтезирован на рибосоме, поэтому очевидно, что требуется большое количество рибосом. Быстро делящаяся клетка может иметь до 10 миллионов рибосом.
Рибосомы содержат рРНК
Рибосомы состоят из двух частей, называемых субъединицами, которые объединяются вокруг молекулы мРНК для синтеза белка. Более 50 белков в рибосоме придают ей форму и структуру. Эти белки организованы вокруг четырех больших молекул рРНК, которые также придают структуру рибосомы и помогают катализировать химическую реакцию соединения двух аминокислот. Рибосомы построены в ядре клетки, где расположена ДНК. Внутри ядра рРНК транскрибируется из ДНК и превращается во фрагменты, которые включаются вместе с белком с образованием рибосом. Почти готовые рибосомы экспортируются из ядра в цитоплазму клетки, где их сборка завершается, и затем они могут начать трансляцию мРНК в белок.
Транскрипция рРНК
Чтобы сделать до 10 миллионов рибосом, необходимых клетке, необходимо столько рРНК, что гены рРНК повторяются в тандеме на ДНК «голова к хвосту». Всего в ДНК типичной животной клетки насчитывается около 100 копий основных генов рРНК. Эти тандемно повторяющиеся гены необходимы для удовлетворения большого спроса на рибосомы. Но даже со 100 копиями этих генов клетки все равно должны транскрибировать большое количество копий рРНК, чтобы произвести необходимое количество рибосом. Вот почему существует множество копий рРНК для каждой копии гена рРНК на клетку.