MRNA ออกจากนิวเคลียสอย่างไร

คติประจำใจของ. ที่มักกล่าวถึง อณูชีววิทยา" ถูกจับในรูปแบบง่ายๆ DNA เป็น RNA เป็นโปรตีน. ขยายเล็กน้อย ซึ่งหมายความว่า this กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกซึ่งเป็นสารพันธุกรรมในนิวเคลียสของเซลล์ของคุณ ถูกใช้เพื่อสร้างโมเลกุลที่คล้ายกันที่เรียกว่า RNA (กรดไรโบนิวคลีอิก) ในกระบวนการที่เรียกว่า การถอดความ. หลังจากทำเสร็จแล้ว RNA จะถูกใช้เพื่อควบคุมการสังเคราะห์โปรตีนที่อื่นในเซลล์ในกระบวนการที่เรียกว่า การแปล.

สิ่งมีชีวิตทุกชนิดเป็นผลรวมของโปรตีนที่สร้างขึ้น และในทุกสิ่งที่มีชีวิตในปัจจุบันและเท่าที่ทราบมา มีชีวิตอยู่ ข้อมูลสำหรับการผลิตโปรตีนเหล่านี้จะถูกเก็บไว้ในและเฉพาะในสิ่งมีชีวิตนั้น ดีเอ็นเอ. DNA ของคุณคือสิ่งที่ทำให้คุณเป็นอย่างที่คุณเป็น และเป็นสิ่งที่ส่งต่อไปยังลูกๆ ที่คุณอาจมี

ใน ยูคาริโอต สิ่งมีชีวิต หลังจากขั้นตอนแรกของการถอดรหัสเสร็จสมบูรณ์แล้ว RNA สารที่สังเคราะห์ขึ้นใหม่ (mRNA) จะต้องหาทางออกจากนิวเคลียสไปสู่ไซโตพลาสซึมที่เกิดการแปล (ในโปรคาริโอตซึ่งไม่มีนิวเคลียส จะไม่เป็นเช่นนั้น) เนื่องจากพลาสมาเมมเบรนรอบเนื้อหาของนิวเคลียสสามารถเลือกได้ กระบวนการนี้จึงต้องมีการป้อนข้อมูลจากเซลล์เอง

สอง กรดนิวคลีอิก มีอยู่ในธรรมชาติ DNA และ RNA กรดนิวคลีอิกเป็นโมเลกุลขนาดใหญ่เนื่องจากประกอบด้วยสายโซ่ยาวมากของหน่วยย่อยที่ทำซ้ำหรือโมโนเมอร์ที่เรียกว่า นิวคลีโอไทด์. นิวคลีโอไทด์ ตัวเองประกอบด้วยองค์ประกอบทางเคมีที่แตกต่างกันสามอย่าง: น้ำตาลคาร์บอน 5 กลุ่ม ฟอสเฟต 1-3 กลุ่ม และเบสที่อุดมด้วยไนโตรเจน (ไนโตรเจน) หนึ่งในสี่

ใน DNA ส่วนประกอบของน้ำตาลคือ ดีออกซีไรโบสในขณะที่ใน RNA มันคือ ไรโบส. น้ำตาลเหล่านี้แตกต่างกันเฉพาะในไรโบสนั้นมีหมู่ไฮดรอกซิล (-OH) ติดอยู่กับคาร์บอนนอกวงแหวนห้าส่วน โดยที่ดีออกซีไรโบสมีอะตอมไฮโดรเจนเท่านั้น (-H)

สี่ที่เป็นไปได้ ฐานไนโตรเจน ใน DNA คือ aดีนีน (A), ไซโตซีน (C), กัวนีน (G) และ ไทมีน (T). RNA มีสามตัวแรก แต่รวมถึง ยูราซิล (U) แทนไทมีน ดีเอ็นเอเป็นสายคู่ โดยทั้งสองสายเชื่อมโยงกันที่ฐานไนโตรเจนของพวกมัน A จับคู่กับ T เสมอ และ C จับคู่กับ G เสมอ กลุ่มน้ำตาลและฟอสเฟตสร้างกระดูกสันหลัง" ของแต่ละสิ่งที่เรียกว่า สายเสริม. การก่อตัวที่เกิดขึ้นเป็นเกลียวคู่ซึ่งมีรูปร่างที่ถูกค้นพบในปี 1950

• ใน DNA และ RNA นิวคลีโอไทด์แต่ละตัวมีหมู่ฟอสเฟตเดี่ยว แต่นิวคลีโอไทด์อิสระมักจะมีสอง (เช่น ADP หรืออะดีโนซีนไดฟอสเฟต) หรือสามตัว (เช่น ATP หรือ อะดีโนซีน ไตรฟอสเฟต).

การถอดความคือการสังเคราะห์โมเลกุลอาร์เอ็นเอที่เรียกว่า ผู้ส่งสาร RNA (mRNA)จากหนึ่งในสายเสริมของโมเลกุลดีเอ็นเอ มี RNA ประเภทอื่นเช่นกัน สิ่งมีชีวิตที่พบบ่อยที่สุด tRNA (โอน RNA) และ ไรโบโซมอาร์เอ็นเอ (rRNA)ซึ่งทั้งสองอย่างนี้มีบทบาทสำคัญในการแปลที่ไรโบโซม

วัตถุประสงค์ของ mRNA คือการสร้างชุดคำสั่งเคลื่อนที่ที่เข้ารหัสสำหรับการสังเคราะห์โปรตีน ความยาวของดีเอ็นเอที่มี "พิมพ์เขียว" สำหรับผลิตภัณฑ์โปรตีนชนิดเดียวเรียกว่ายีน ลำดับสามนิวคลีโอไทด์แต่ละลำดับมีคำแนะนำสำหรับการสร้างกรดอะมิโนเฉพาะด้วย amino กรดเป็นส่วนประกอบสำคัญของโปรตีนในลักษณะเดียวกับที่นิวคลีโอไทด์เป็นหน่วยการสร้างของนิวคลีอิก กรด

มี กรดอะมิโน 20 ชนิด โดยรวมแล้วทำให้สามารถผสมกันได้และด้วยเหตุนี้ผลิตภัณฑ์โปรตีนอย่างไม่ จำกัด จำนวน

การถอดความเกิดขึ้นใน นิวเคลียสตามสายดีเอ็นเอเส้นเดียวที่แยกออกจากสายเสริมเพื่อวัตถุประสงค์ในการถอดความ เอ็นไซม์จะเกาะติดกับโมเลกุล DNA ที่จุดเริ่มต้นของยีน โดยเฉพาะ RNA polymerase mRNA ที่สังเคราะห์ขึ้นนั้นเป็นส่วนเสริมของสาย DNA ที่ใช้เป็นแม่แบบ ดังนั้นจึงคล้ายกับสายแม่แบบ สาย DNA เสริมของตัวเอง ยกเว้นว่า U ปรากฏใน mRNA ทุกที่ที่ T จะปรากฏเป็น DNA ที่กำลังเติบโต แทน.

หลังจากที่โมเลกุล mRNA ถูกสังเคราะห์ที่ไซต์การถอดรหัส พวกเขาจะต้องเดินทางไปยังไซต์ของการแปล นั่นคือไรโบโซม ไรโบโซม ปรากฏทั้งอิสระในไซโตพลาสซึมของเซลล์และติดอยู่กับออร์แกเนลล์ที่เป็นเยื่อหุ้มที่เรียกว่าเอนโดพลาสมิก เรติคูลัม ซึ่งทั้งสองอย่างนี้อยู่นอกนิวเคลียส

ก่อนที่ mRNA จะผ่านทะลุเยื่อหุ้มพลาสมาคู่ที่ประกอบเป็นเยื่อหุ้มนิวเคลียส (หรือเยื่อหุ้มนิวเคลียส) จะต้องไปถึงเมมเบรนอย่างใด สิ่งนี้เกิดขึ้นจากการจับกันของโมเลกุล mRNA ใหม่เพื่อขนส่งโปรตีน

ก่อนที่สารเชิงซ้อน mRNA-protein (mRNP) ที่เป็นผลลัพธ์จะสามารถเคลื่อนไปที่ขอบได้ พวกมันจะถูกผสมอย่างทั่วถึงภายในสารของนิวเคลียส เพื่อให้เชิงซ้อน mRNP ที่เกิดขึ้นใกล้กับขอบของนิวเคลียสไม่มีโอกาสที่จะออกจากนิวเคลียสในเวลาที่กำหนดหลังจากการก่อตัวมากกว่ากระบวนการ mRNP ใกล้กับ ภายใน

เมื่อสารเชิงซ้อน mRNP พบบริเวณของนิวเคลียสที่หนักใน DNA ซึ่งในสภาพแวดล้อมนี้มีโครมาติน (เช่น DNA จับกับโปรตีนโครงสร้าง) มันสามารถจนตรอกได้ เหมือนกับรถกระบะที่จมอยู่ในของหนัก โคลน. ภาวะชะงักงันนี้สามารถเอาชนะได้โดยการป้อนพลังงานในรูปของ ATP ซึ่งกระตุ้น mRNP ที่จมอยู่ในทิศทางของขอบของนิวเคลียส

นิวเคลียสจำเป็นต้องปกป้องสารพันธุกรรมที่สำคัญทั้งหมดของเซลล์ แต่ก็ต้องมีวิธีการแลกเปลี่ยนโปรตีนและกรดนิวคลีอิกกับไซโตพลาสซึมของเซลล์ด้วย ทำได้โดย "ประตู" ซึ่งประกอบด้วยโปรตีนและเรียกว่า คอมเพล็กซ์รูพรุนนิวเคลียร์ (NPC). คอมเพล็กซ์เหล่านี้มีรูพรุนไหลผ่านเยื่อหุ้มสองชั้นของซองจดหมายนิวเคลียร์และมีโครงสร้างที่แตกต่างกันจำนวนหนึ่งที่ด้านใดด้านหนึ่งของ "ประตู" นี้

NPC นั้นยิ่งใหญ่ด้วยมาตรฐานระดับโมเลกุล. ในมนุษย์มีมวลโมเลกุล 125 ล้านดาลตัน ในทางตรงกันข้าม โมเลกุลของกลูโคสมีมวลโมเลกุล 180 ดาลตัน ทำให้มีขนาดเล็กกว่า NPC คอมเพล็กซ์ประมาณ 700,000 เท่า ทั้งกรดนิวคลีอิกและโปรตีนขนส่งเข้าสู่นิวเคลียสและการเคลื่อนที่ของโมเลกุลเหล่านี้ออกจากนิวเคลียสเกิดขึ้นผ่าน NPC

ทางด้านไซโตพลาสซึม NPC มีสิ่งที่เรียกว่าวงแหวนไซโตพลาสซึมเช่นเดียวกับเส้นใยไซโตพลาสซึม ซึ่งทั้งสองอย่างนี้ทำหน้าที่ช่วยยึด NPC ไว้ในเยื่อหุ้มนิวเคลียส ด้านนิวเคลียร์ของ NPC คือวงแหวนนิวเคลียร์ ซึ่งคล้ายกับวงแหวนไซโตพลาสซึมที่อยู่ฝั่งตรงข้าม เช่นเดียวกับตะกร้านิวเคลียร์

โปรตีนหลายชนิดมีส่วนร่วมในการเคลื่อนไหวของ mRNA และโปรตีนอื่นๆ ที่หลากหลาย โมเลกุลขนส่งสินค้าออกจากนิวเคลียส เช่นเดียวกับการเคลื่อนที่ของสารเข้าสู่ into นิวเคลียส.

mRNA จะไม่เริ่มทำงานจริงจนกว่าจะถึงไรโบโซม ไรโบโซมแต่ละตัวในไซโตพลาสซึมหรือติดอยู่กับ เอนโดพลาสมิกเรติคูลัม ประกอบด้วยหน่วยย่อยขนาดใหญ่และขนาดเล็ก สิ่งเหล่านี้มารวมกันเมื่อไรโบโซมทำงานในการถอดรหัสเท่านั้น

เมื่อโมเลกุล mRNA ยึดติดกับ a การแปล ตำแหน่งตามไรโบโซม มันถูกเชื่อมด้วย tRNA ชนิดใดชนิดหนึ่งที่มีกรดอะมิโนจำเพาะ (ดังนั้นจึงมี tRNA ที่แตกต่างกัน 20 รส สำหรับกรดอะมิโนแต่ละชนิด). สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจาก tRNA สามารถ "อ่าน" ลำดับสามนิวคลีโอไทด์บน mRNA ที่เปิดเผยซึ่งสอดคล้องกับกรดอะมิโนที่กำหนด

เมื่อ tRNA และ mRNA "เข้ากัน" tRNA จะปล่อยกรดอะมิโนออกมา ซึ่งจะถูกเติมเข้าไปในส่วนท้ายของสายกรดอะมิโนที่กำลังเติบโตซึ่งถูกกำหนดให้กลายเป็นโปรตีน นี้ โพลีเปปไทด์ ถึงความยาวที่กำหนดเมื่ออ่านโมเลกุล mRNA อย่างครบถ้วน และพอลิเปปไทด์ถูกปล่อยออกและแปรรูปเป็นโปรตีนที่แท้จริง