Процесинг — це… Процесинг РНК (посттранскрипционные модифікації РНК)

Саме дана стадія відрізняє реалізацію наявної генетичної інформації у таких клітин, як еукаріоти і прокаріоти.

Інтерпретація цього поняття

У перекладі з англійської даний термін означає «обробка, переробка». Процесинг – це процес утворення зрілих молекул рибонуклеїнової кислоти з пре-РНК. Інакше кажучи, це сукупність реакцій, які приводять до трансформації первинних продуктів транскрипції (пре-РНК різних типів) вже функціонують молекули.

Що стосується процесингу р — і тРНК, він найчастіше зводиться до відсікання з кінців молекул зайвих фрагментів. Якщо говорити про иРНК, то тут можна відзначити, що в еукаріот цей процес протікає багатоступінчаста.

Отже, після того, як ми вже дізналися, що процесинг – це перетворення первинного транскрипту в зрілу молекулу РНК, варто перейти до розгляду його особливостей.

Основні особливості розглянутого поняття

Сюди можна віднести наступні:

  • модифікацію як кінців молекули, так і РНК, по ходу якої до них приєднуються специфічні послідовності нуклеотидів, що показують місце початку (кінця) трансляції;
  • сплайсинг – відсікання неінформативних послідовностей рибонуклеїнової кислоти, які відповідають интронам ДНК.

Що стосується прокаріотів, їх иРНК не схильна процесингу. Вона має здатність працювати одразу після закінчення синтезу.

Де протікає розглянутий процес?

У будь-якого організму процесинг РНК протікає в ядрі. Він здійснюється за допомогою особливих ферментів (їх групою) для кожного окремо взятого типу молекул. Також процесингу можуть бути піддані такі продукти трансляції, як поліпептиди, які безпосередньо лічені з иРНК. Цим змінам піддаються так звані » молекули-попередники більшості білків – колагену, імуноглобулінів, травних ферментів, деяких гормонів, після чого починається їх реальне функціонування в організмі.

Ми вже дізналися, що процесинг – це процес утворення зрілих РНК з пре-РНК. Тепер варто заглибитись у природу самої рибонуклеїнової кислоти.

РНК: хімічна природа

Це рибонуклеїнова кислота, що представляє собою сополімер піримідинових та пуринових рибонуклеитидов, які з’єднані один з одним, точно так само, як і в ДНК, 3′ – 5′-фосфодиэфирными містками.

Незважаючи на те що ці 2 види молекул схожі, вони відрізняються за кількома ознаками.

Відмітні ознаки РНК і ДНК

По-перше, у рибонуклеїнової кислоти присутній вуглецевий залишок, до якого примикають пиримидиновые і пуринові основи, фосфатні групи, – рибоза, у ДНК ж – 2′-дезоксирибоза.

По-друге, відрізняються і пиримидиновые компоненти. Подібними складовими виступають нуклеотиди аденіну, цитозина, гуаніна. В РНК замість тиміну присутній урацил.

По-третє, РНК має 1-ланцюжкову структуру, а ДНК – 2-цепочечная молекула. Але в ланцюзі рибонуклеїнової кислоти присутні ділянки з протилежною полярністю (комплементарної послідовністю), завдяки яким її одинична ланцюг здатна згортатися і утворювати «шпильки» — структури, наділені 2-спіральними характеристиками (як показано на малюнку вище).

По-четверте, з огляду на те, що РНК – одиночна ланцюг, яка комплементарна лише 1-ої з ланцюгів ДНК, гуанін не обов’язково повинен бути присутнім в ній у такому ж обсязі, як і цитозин, а аденін – як урацил.

По-п’яте, РНК можна гідролізувати лугом до 2′, 3′-циклічних диэфиров мононуклеотидов. Роль проміжного продукту гідролізі грає 2′, 3′, 5-триэфир, нездатний до утворення в ході аналогічного процесу для ДНК через відсутність у неї 2′-гідроксильних груп. Порівняно з ДНК лужна лабільність рибонуклеїнової кислоти виступає корисним властивістю і для діагностичних цілей, та для аналітичних.

Відомості, що містяться в 1-цепочечной РНК, як правило, реалізуються як послідовності піримідинових та пуринових підстав, інакше кажучи, у вигляді первинної структури полімерного ланцюга.

Дана послідовність комплементарна генної ланцюжка (кодує), з якої відбувається «зчитування» РНК. З-за цієї властивості молекули рибонуклеїнової кислоти може специфічно зв’язуватися з кодує ланцюгом, однак не здатна цього робити з некодирующей ДНК-ланцюгом. Послідовність РНК, крім заміни T U, аналогічна тій, яка відноситься до некодирующей ланцюга гена.

Типи РНК

Практично всі вони залучені в такий процес, як біосинтез білка. Відомі такі типи РНК:

  1. Матричні (мРНК). Це молекули цитоплазматичної рибонуклеїнової кислоти, які виконують функції матриць синтезу білка.
  2. Рибосомна (рРНК). Це молекула цитоплазматичної РНК, яка виконує роль таких структурних компонентів, як рибосоми (органел, бере участь у білковому синтезі).
  3. Транспортні (тРНК). Це молекули транспортних рибонуклеїнових кислот, які беруть участь у перекладі (трансляції) інформації мРНК в послідовність амінокислот вже в білках.

Істотна частина РНК у вигляді 1-их транскриптів, які утворюються в эукариотических клітинах, в тому числі клітини ссавців, схильна в ядрі процесу деградації, і не грає в цитоплазмі інформаційної або структурної ролі.

В людських клітинах (культивованих) знайдено клас малих ядерних рибонуклеїнових кислот, безпосередньо не беруть участь у білковому синтезі, однак мають вплив на процесинг РНК, а також загальну клітинну «архітектуру». Їх розміри варіюють, вони містять 90 – 300 нуклеотидів.

Рибонуклеїнова кислота – основний генетичний матеріал у ряду вірусів рослин, тварин. Деякі віруси, що містять РНК, ніколи не проходять таку стадію, як зворотна транскрипція РНК в ДНК. Але все ж для багатьох вірусів тварин, наприклад для ретровірусів, характерний зворотний переклад їх РНК-генома, що направляється РНК-залежної зворотної транскриптазой (ДНК-полімеразою) з формуванням 2-спіральної ДНК-копії. У більшості випадків з’являється 2-спіральний ДНК-транскрипт впроваджується в геном, надалі забезпечуючи експресії вірусних генів та напрацювання новітніх копій РНК-геномів (також вірусних).

Посттранскрипционные модифікації рибонуклеїнової кислоти

Її молекули, що синтезуються з РНК-полимеразами, завжди функціонально неактивні, виступають попередниками, а саме пре-РНК. Вони трансформуються у вже зрілі молекули лише після того, як пройдуть відповідні посттранскрипционные модифікації РНК – етапи її дозрівання.

Формування зрілих мРНК починається в ході синтезу РНК і полімерази II на етапі елонгації. Вже до 5′-кінця поступово зростаючої нитки РНК прикріплюється 5′-кінцем ГТФ, потім відщеплюється ортофосфат. Далі гуанін метилюється (модифікується) з появою 7-метил-ГТФ. Таку особливу групу, що перебуває у складі мРНК, іменують «кепом» (шапочкою або ковпачком).

Залежно від різновиду РНК (рибосомные, транспортні, матричні, тощо) попередники піддаються різним послідовним модифікаціям. Приміром, попередники мРНК піддаються сплайсингу, метилированию, кэпированию, полиаденилированию, іноді і редагування.

Еукаріоти: загальна характеристика

Клітка еукаріотів виступає доменом живих організмів, а в ній міститься ядро. Крім бактерій, архей, будь-які організми є ядерними. Рослини, гриби, тварини, включаючи групу організмів, іменовану протистов, — всі виступають эукариотическими організмами. Вони бувають як 1-клітинними, так і многоклеточными, однак у всіх загальний план клітинної будови. Прийнято вважати, що ці настільки несхожі організми мають одне і те ж походження, через що група ядерних сприймається як монофилетического таксону найвищого рангу.

На підставі поширених гіпотез, еукаріоти виникли 1,5 – 2 млрд. років тому. Важлива роль в їх еволюції відводиться симбиогенезу – симбіозу эукариотической клітини, що мала ядро, здатної до фагоцитозу, і бактерій, проковтнутих їй, — попередників пластид і мітохондрій.

Прокаріоти: загальна характеристика

Це 1-клітинні живі організми, які не мають ядром (оформлених), іншими мембранними органоидами (внутрішніми). Єдиною великої кільцевої 2-цепочечной молекулою ДНК, що містить основну частину генетичного клітинного матеріалу, є та, яка не утворює комплекс з білками-гистонами.

До прокариотам відносять археи і бактерії, включаючи ціанобактерії. Нащадки без’ядерних клітин — органели еукаріотів – пластиды, мітохондрії. Вони поділяються на 2 таксону в рамках рангу домену: Археи і Бактерії.

Дані клітини не мають ядерної оболонки, упаковка ДНК відбувається без залучення гістонів. Тип живлення осмотрофный, а генетичний матеріал представлений однією молекулою ДНК, яка замкнута у кільце, і є лише 1 реплікон. У прокаріотів залишаються всіх органел, які мають мембранне будова.

Відмінність еукаріотів від прокаріотів

Основна особливість клітин еукаріотів пов’язана з перебуванням в них генетичного апарату, який розташований в ядрі, де він захищений оболонкою. Їх ДНК лінійна, пов’язана з білками-гистонами, іншими білками хромосом, які відсутні у бактерій. Як правило, в їх життєвому циклі присутні 2 ядерні фази. Одна має гаплоїдний набір хромосом, а згодом зливаючись, 2 гаплоїдні клітини формують диплоидную, яка містить вже 2-ий набір хромосом. Буває і так, що при подальшому діленні клітина знову стає гаплоїдною. Такого роду життєвий цикл, а також диплоидность в цілому, не характерні для прокаріотів.

Найцікавішим відмінністю є наявність особливих органел у еукаріотів, які мають власний генетичний апарат і розмножуються поділом. Ці структури оточені мембраною. Даними органеллами виступають пластиды і мітохондрії. За життєдіяльності та будові вони дивно схожі з бактеріями. Дана обставина наштовхнула вчених на думку відносно того, що вони – нащадки бактеріальних організмів, які вступили в симбіоз з эукариотами.

У прокаріотів є мала кількість органел, жодна з яких не оточена 2-ой мембраною. У них відсутня ендоплазматичний ретикулум, апарат Гольджи, лізосоми.

Ще 1 важлива відмінність еукаріотів від прокаріотів – присутність явища эндоцитоза у еукаріотів, включаючи фагоцитоз у більшості груп. Останнім називається здатність захоплювати за допомогою укладання в мембранний міхур, а потім перетравлювати різні тверді частинки. Даний процес забезпечує важливу захисну функцію в організмі. Виникнення фагоцитозу, імовірно, пов’язано з тим, що їх клітини мають середні розміри. Прокариотические ж організми незрівнянно менше, через що в ході еволюції еукаріотів виникла потреба, пов’язана з постачанням клітини значною кількістю їжі. В результаті серед них виникли перші рухливі хижаки.

Процесинг як один з етапів біосинтезу білка

Це другий етап, який починається після транскрипції. Процесинг білків протікає лише у еукаріотів. Це дозрівання иРНК. Якщо бути точним, це видалення ділянок, які не кодують білок, і приєднання керуючих.

Висновок

У цій статті описано, що являє собою процесинг (біологія). Також розказано, що таке РНК, перераховані її типи та посттранскрипционные модифікації. Розглянуто особливості еукаріотів та прокаріотів.

Наостанок варто нагадати, що процесинг – це процес утворення зрілих РНК з пре-РНК.

 

 

Related posts

 
 

Leave a Reply

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

http://poradumo.com.ua/80343-procesing-ce-procesing-rnk-posttranskripcionnye-modifikaciyi-rnk/