MRNA Çekirdekten Nasıl Ayrılır?

Sıklıkla atıfta bulunulan "merkezi dogma moleküler Biyoloji" basit şemada yakalanır DNA'dan RNA'ya proteine. Biraz genişletilmiş, bu şu anlama gelir: deoksiribonükleik asitHücrelerinizin çekirdeğindeki genetik materyal olan, RNA adı verilen benzer bir molekül yapmak için kullanılır (ribonükleik asit) adı verilen bir süreçte transkripsiyon. Bu yapıldıktan sonra, RNA adı verilen bir süreçte hücrenin başka yerlerindeki proteinlerin sentezini yönlendirmek için kullanılır. tercüme.

Her organizma, ürettiği proteinlerin toplamıdır ve bugün yaşayan ve şimdiye kadar bilinen her şeyde bulunur. yaşamışsa, bu proteinleri yapmak için gerekli bilgiler yalnızca o organizmanın vücudunda depolanır. DNA. DNA'nız sizi siz yapan şeydir ve sahip olabileceğiniz tüm çocuklara aktardığınız şeydir.

İçinde ökaryotik organizmalar, transkripsiyonun ilk adımı tamamlandıktan sonra, yeni sentezlenen haberci RNA (mRNA), çekirdeğin dışında, translasyonun gerçekleştiği sitoplazmaya giden yolunu bulmalıdır. (Çekirdeksiz prokaryotlarda durum böyle değildir.) Çekirdeğin içeriğini çevreleyen plazma zarı seçici olabileceğinden, bu işlem hücrenin kendisinden aktif girdi gerektirir.

İki nükleik asitler Doğada, DNA ve RNA'da bulunur. Nükleik asitler, tekrar eden alt birimlerden veya monomerlerden oluşan çok uzun zincirlerden oluştukları için makromoleküllerdir. nükleotidler. nükleotidler kendileri üç farklı kimyasal bileşenden oluşur: beş karbonlu bir şeker, bir ila üç fosfat grubu ve azot bakımından zengin (azotlu) dört bazdan biri.

DNA'da şeker bileşeni deoksiriboz, oysa RNA'da riboz. Bu şekerler, yalnızca ribozun, deoksiribozun yalnızca bir hidrojen atomu (-H) taşıdığı beş üyeli halkanın dışındaki bir karbona bağlı bir hidroksil (-OH) grubu taşıması bakımından farklılık gösterir.

dört olası azotlu bazlar DNA'da birdenin (A), sitozin (C), guanin (G) ve timin (T). RNA'nın ilk üçü vardır, ancak şunları içerir: urasil (U) timin yerine. DNA çift sarmallıdır ve iki sarmal azotlu bazlarında birbirine bağlıdır. A her zaman T ile eşleşir ve C her zaman G ile eşleşir. Şeker ve fosfat grupları, sözde her birinin omurgasını oluşturur. tamamlayıcı iplik. Ortaya çıkan oluşum, şekli 1950'lerde keşfedilen bir çift sarmaldır.

• DNA ve RNA'da, her nükleotit tek bir fosfat grubu içerir, ancak serbest nükleotidler genellikle iki (örneğin, ADP veya adenosin difosfat) veya üç (örneğin, ATP veya adenozin trifosfat).

Transkripsiyon adı verilen bir RNA molekülünün sentezidir. haberci RNA (mRNA), bir DNA molekülünün tamamlayıcı zincirlerinden birinden. RNA'nın başka türleri de vardır, en yaygını tRNA (transfer RNA'sı) ve ribozomal RNA (rRNA)her ikisi de ribozomda çeviride kritik roller oynar.

MRNA'nın amacı, proteinlerin sentezi için mobil, kodlanmış bir yönergeler dizisi oluşturmaktır. Tek bir protein ürününün "planını" içeren DNA uzunluğuna gen denir. Her üç nükleotid dizisi, amino asitlerle belirli bir amino asidin yapılmasına yönelik talimatları taşır. asitler proteinlerin yapı taşlarıdır, aynı şekilde nükleotidler de nükleiklerin yapı taşlarıdır. asitler.

Var 20 amino asit toplamda, esasen sınırsız sayıda kombinasyona ve dolayısıyla protein ürünlerine izin verir.

Transkripsiyon şurada gerçekleşir: çekirdektranskripsiyon amacıyla tamamlayıcı dizisinden ayrılan tek bir DNA dizisi boyunca. Enzimler, genin başlangıcında, özellikle RNA polimerazında DNA molekülüne bağlanır. Sentezlenen mRNA, kalıp olarak kullanılan DNA sarmalının tamamlayıcısıdır ve bu nedenle kalıp sarmalınkine benzer. Büyüyen molekül DNA'sı olsaydı, T'nin göründüğü her yerde U'nun mRNA'da görünmesi dışında kendi tamamlayıcı DNA zinciri yerine.

MRNA molekülleri, transkripsiyon bölgesinde sentezlendikten sonra, translasyon bölgelerine, ribozomlara yolculuklarını yapmak zorundadırlar. ribozomlar hem hücre sitoplazmasında serbest hem de çekirdeğin dışında yer alan endoplazmik retikulum adı verilen zarlı bir organele bağlı olarak görünürler.

mRNA, nükleer zarfı (veya nükleer membranı) oluşturan çift plazma zarından geçmeden önce, bir şekilde zara ulaşmalıdır. Bu, yeni mRNA moleküllerinin taşıma proteinlerine bağlanmasıyla gerçekleşir.

Ortaya çıkan mRNA-protein (mRNP) kompleksleri kenara hareket etmeden önce, çekirdeğin maddesi içinde iyice karışırlar, böylece bu mRNP kompleksleri Çekirdeğin kenarına yakın bir yerde oluşanların, oluşumdan sonra belirli bir zamanda çekirdekten çıkma şansları, çekirdeğe yakın mRNP süreçlerinden daha iyi değildir. iç.

mRNP kompleksleri, bu ortamda kromatin olarak bulunan DNA'da ağır olan çekirdeğin bölgeleriyle karşılaştığında (yani, yapısal proteinlere bağlı DNA), tıpkı bir kamyonetin ağır bir durumda batağa saplanması gibi durabilir. çamur. Bu duraklama, tıkanmış mRNP'yi çekirdeğin kenarı yönünde harekete geçiren ATP formundaki enerji girişi ile üstesinden gelinebilir.

Çekirdeğin hücrenin tüm önemli genetik materyalini koruması gerekir, ancak aynı zamanda hücre sitoplazması ile protein ve nükleik asit alışverişi yapacak bir araca da sahip olması gerekir. Bu, proteinlerden oluşan ve olarak bilinen "kapılar" aracılığıyla gerçekleştirilir. nükleer gözenek kompleksleri (NPC). Bu kompleksler, nükleer zarfın çift zarından geçen bir gözenek ve bu "kapının" her iki tarafında bir dizi farklı yapıya sahiptir.

NPC moleküler standartlara göre çok büyük. İnsanlarda 125 milyon Dalton moleküler kütleye sahiptir. Buna karşılık, bir glikoz molekülünün moleküler kütlesi 180 Dalton'dur, bu da onu NPC kompleksinden yaklaşık 700.000 kat daha küçük yapar. Hem nükleik asit hem de protein çekirdeğe taşınır ve bu moleküllerin çekirdek dışına hareketi NPC aracılığıyla gerçekleşir.

Sitoplazmik tarafta, NPC, her ikisi de NPC'nin nükleer zardaki yerine sabitlenmesine yardımcı olan sitoplazmik filamentlerin yanı sıra sitoplazmik halka olarak adlandırılan şeye sahiptir. NPC'nin nükleer tarafında, karşı taraftaki sitoplazmik halkaya benzer bir nükleer halka ve bir nükleer sepet bulunur.

Çeşitli bireysel proteinler, mRNA'nın hareketine ve çok çeşitli diğer proteinlerin hareketine katılır. aynısı maddelerin hücreye hareketi için de geçerli olmak üzere, çekirdekten moleküler yükler çekirdek.

mRNA, bir ribozoma ulaşana kadar asıl işine başlamaz. Sitoplazmada bulunan veya bağlı olan her bir ribozom endoplazmik retikulum büyük ve küçük bir alt birimden oluşur; bunlar sadece ribozom transkripsiyonda aktif olduğunda bir araya gelir.

Bir mRNA molekülü bir hücreye bağlandığında tercüme ribozom boyunca yer alır, belirli bir amino asit taşıyan belirli bir tür tRNA ile birleştirilir (bu nedenle her amino asit için bir tane olmak üzere 20 farklı tRNA çeşidi vardır.). Bunun nedeni, tRNA'nın, belirli bir amino aside karşılık gelen açıkta kalan mRNA üzerindeki üç nükleotid dizisini "okuyabilmesi"dir.

tRNA ve mRNA "eşleştiğinde", tRNA, bir protein haline gelecek olan büyüyen amino asit zincirinin sonuna eklenen amino asidini serbest bırakır. Bu polipeptit mRNA molekülünün tamamı okunduğunda belirtilen uzunluğa ulaşır ve polipeptit serbest bırakılır ve iyi niyetli bir proteine ​​dönüştürülür.