세 가지 주요 유형의 RNA: 정보 제공(mRNA), 또는 행렬(mRNA), 리보솜(rRNA) 및 수송(tRNA). 분자 크기와 기능이 다릅니다. 모든 유형의 RNA는 효소 - RNA 중합 효소의 참여로 DNA에서 합성됩니다. 메신저 RNA는 모든 세포 RNA의 2-3%, 리보솜 - 80-85, 수송 - 약 15%를 구성합니다.

mRNA. 그것은 DNA 조각에서 유전 정보를 읽고 질소 염기의 복사된 서열 형태로 특정 단백질이 합성되는 리보솜으로 전달합니다. 각 mRNA 분자는 뉴클레오티드 순서와 크기가 그것이 전사된 DNA의 유전자에 해당합니다. 평균적으로 mRNA는 1500개의 뉴클레오티드(75-3000개)를 포함합니다. mRNA의 각 삼중항(3개의 뉴클레오티드)을 코돈이라고 합니다.그것은 단백질 합성 중에 주어진 위치에 아미노산이 나타날 코돈에 달려 있습니다.

(tRNA)약 24-29,000 D의 비교적 저분자량을 가지며 분자에 75-90개의 뉴클레오티드를 포함합니다. 모든 tRNA 뉴클레오티드의 최대 10%는 가수분해 효소의 작용으로부터 보호하는 작은 염기로 tRNA의 역할은 아미노산을 리보솜으로 전달하고 단백질 합성 과정에 참여하는 것입니다. 각 아미노산은 특정 tRNA에 부착됩니다. 일부 아미노산에는 하나 이상의 tRNA가 있습니다. 현재까지 1차 구조(염기 서열)가 다른 60개 이상의 tRNA가 발견되었습니다. 모든 tRNA의 2차 구조는 이중 가닥 줄기와 3개의 단일 가닥 줄기가 있는 클로버잎 형태로 제시된다. 사슬 중 하나의 끝에 특정 아미노산이 부착된 아데닌에 수용체 부위인 CCA 삼중항이 있습니다.

(rRNA). 그들은 120-3100개의 뉴클레오티드를 포함합니다. 리보솜 RNA는 핵, 핵소체에 축적됩니다. 리보솜 단백질은 세포질로부터 핵소체로 수송되고, 단백질과 상응하는 rRNA를 결합함으로써 리보솜 하위 입자의 자발적 형성이 일어난다. 리보솜의 하위 입자는 핵막의 기공을 통해 세포질로 함께 또는 별도로 수송됩니다. 리보솜크기가 20-30 nm인 소기관입니다. 그들은 크기와 모양이 다른 두 개의 하위 입자로 만들어집니다. 세포에서 단백질 합성의 특정 단계에서 리보솜은 하위 입자로 나뉩니다. 리보솜 RNA는 리보솜의 프레임워크 역할을 하며 단백질 생합성 동안 mRNA의 리보솜 초기 결합을 촉진합니다.

유전암호는 모든 생물체의 특징인 염기서열을 이용하여 단백질의 아미노산 서열을 암호화하는 방식이다.

속성: 1) 유전자 코드 세 쌍둥이(각 아미노산은 3개의 뉴클레오티드로 인코딩됨); 2) 겹치지 않는(이웃 삼중항에는 공통 뉴클레오티드가 없음); 삼) 퇴화하다(메티오닌과 트립토판을 제외하고 모든 아미노산에는 하나 이상의 코돈이 있습니다); 네) 만능인(대부분 모든 생물체에 대해 동일); 5) 하나의 아미노산에 대한 코돈에서 처음 두 개의 뉴클레오티드는 일반적으로 동일하고 세 번째 뉴클레오티드는 다양합니다. 6) 선형 읽기 순서를 가지며 다음과 같은 특징이 있습니다. 공선성,즉, mRNA의 코돈 배열 순서와 합성된 폴리펩티드 사슬의 아미노산 배열 순서가 일치하는 것입니다.

핵산은 3", 5" - 포스포디에스테르 결합을 사용하여 고분자 사슬로 서로 연결되고 특정 방식으로 세포에 채워지는 모노뉴클레오타이드로 구성된 거대분자 물질입니다.

핵산은 리보핵산(RNA)과 데옥시리보핵산(DNA)의 두 가지 생물고분자입니다. 각 생체 고분자는 탄수화물 잔기(리보스, 데옥시리보스)와 질소 염기(우라실, 티민) 중 하나가 다른 뉴클레오티드로 구성됩니다. 따라서 핵산은 이름을 얻었습니다.

리보핵산의 구조

RNA의 1차 구조

RNA 분자 DNA와 유사한 조직 원리를 가진 선형(즉, 비분지형) 폴리뉴클레오타이드입니다. RNA 단량체는 인산, 탄수화물(리보스) 및 3", 5" 포스포디에스테르 결합으로 연결된 질소 염기로 구성된 뉴클레오티드입니다. RNA 분자의 폴리뉴클레오티드 사슬은 극성입니다. 5' 말단과 3" 말단을 구별할 수 있습니다. 동시에 DNA와 달리 RNA는 단일 가닥 분자입니다. 이러한 차이의 이유는 기본 구조의 세 가지 특징입니다.

1. RNA는 DNA와 달리 추가 수산기를 갖는 데옥시리보스 대신 리보스를 포함합니다. 수산기는 이중 가닥 구조를 덜 조밀하게 만듭니다.
2. 네 가지 주요 또는 주요 질소 염기(A, G, C 및 U) 중 티민 대신 우라실이 포함되어 있으며, 이는 5번째 위치에 메틸기가 없는 경우에만 티민과 다릅니다. 이로 인해 상보적인 A-U 쌍에서 소수성 상호 작용의 강도가 감소하여 안정적인 이중 가닥 분자의 형성 가능성도 감소합니다.
3. 마지막으로 RNA(특히 tRNA)는 소위 말하는 함량이 높다. 미량 염기 및 뉴클레오사이드. 그 중에는 디히드로우리딘(우라실에는 단일 이중 결합이 없음), 슈도우리딘(우라실은 평소와 다른 방식으로 리보스와 관련됨), 디메틸아데닌 및 디메틸구아닌(질소 염기에 2개의 추가 메틸기) 등이 있습니다. 거의 모든 이러한 염기는 상호 보완적인 상호 작용에 참여할 수 없습니다. 따라서 디메틸아데닌의 메틸 그룹(티민 및 5-메틸시토신과 달리)은 A-U 쌍에서 수소 결합을 형성하는 원자에 위치합니다. 따라서 이제 이 연결을 닫을 수 없습니다. 이것은 또한 이중 가닥 분자의 형성을 방지합니다.

따라서 DNA로부터 RNA 구성의 잘 알려진 차이점은 생물학적 중요성이 매우 큽니다. 결국 RNA 분자는 단일 가닥 상태에서만 기능을 수행할 수 있으며 이는 mRNA에서 가장 분명합니다. 이중 가닥 분자는 리보솜에서 번역될 수 있습니다.

동시에 단일 상태로 남아 있는 일부 영역에서는 RNA 사슬이 이중 가닥 구조의 루프, 돌출부 또는 "머리핀"을 형성할 수 있습니다(그림 1). 이 구조는 A::U 및 G:::C 쌍의 염기 상호작용에 의해 안정화됩니다. 그러나 "잘못된" 쌍도 형성될 수 있으며(예: GU) 일부 장소에는 "머리핀"이 있고 상호 작용이 전혀 발생하지 않습니다. 이러한 루프는 모든 뉴클레오티드의 최대 50%(특히 tRNA 및 rRNA에서)를 포함할 수 있습니다. RNA에 있는 뉴클레오티드의 총 함량은 75개에서 수천 개까지 다양합니다. 그러나 가장 큰 RNA조차도 염색체 DNA보다 몇 배나 짧습니다.

mRNA의 1차 구조는 폴리펩타이드 사슬의 1차 구조에 대한 정보를 포함하는 DNA 영역에서 복사되었습니다. 나머지 유형의 RNA(tRNA, rRNA, 희귀 RNA)의 1차 구조는 해당 DNA 유전자의 유전 프로그램의 최종 사본입니다.

RNA의 2차 및 3차 구조

리보핵산(RNA)은 단일 가닥 분자이므로 DNA와 달리 2차 및 3차 구조가 불규칙합니다. 폴리뉴클레오티드 사슬의 공간적 형태로 정의되는 이러한 구조는 주로 수소 결합과 질소 염기 간의 소수성 상호 작용에 의해 형성됩니다. 안정적인 나선이 천연 DNA 분자의 특징이라면 RNA의 구조는 더 다양하고 불안정합니다. X선 회절 분석은 RNA 폴리뉴클레오타이드 사슬의 개별 섹션이 구부러진 상태에서 나선형 구조의 형성과 함께 스스로 감겨 있음을 보여주었습니다. 구조의 안정화는 사슬의 역평행 섹션의 질소 염기의 상보적 쌍을 통해 달성됩니다. 여기서 특정 쌍은 A-U, G-C 및 드물게 G-U입니다. 이 때문에 동일한 사슬에 속하는 짧고 확장된 코일 섹션이 RNA 분자에 나타납니다. 이 영역을 머리핀이라고 합니다. 헤어핀 요소가 있는 RNA의 2차 구조 모델은 1950년대 후반과 1960년대 초반에 개발되었습니다. 20 세기 A. S. Spirin(러시아) 및 P. Doty(미국)의 실험실에서.

일부 유형의 RNA
RNA의 종류	뉴클레오티드의 크기	기능
gRNA - 게놈 RNA	10000-100000
mRNA - 정보(매트릭스) RNA	100-100000	DNA 분자로부터 단백질의 구조에 대한 정보를 전달
tRNA - 전달 RNA	70-90	아미노산을 단백질 합성 부위로 운반
rRNA - 리보솜 RNA	100에서 500,000까지의 여러 개별 클래스	리보솜에 포함되어 리보솜의 구조 유지에 참여
sn-RNA - 작은 핵 RNA	100	인트론을 제거하고 엑손을 mRNA에 효소적으로 결합
sno-RNA - 작은 핵형 RNA		예를 들어, 메틸화 및 슈도우리딘화(pseudouridinization)와 같은 rRNA 및 작은 핵 RNA의 염기 변형을 지시하거나 수행하는 데 관여합니다. 대부분의 작은 핵형 RNA는 다른 유전자의 인트론에서 발견됩니다.
srp-RNA - 신호 인식 RNA		발현을 목적으로 하는 단백질의 신호 서열을 인식하고 세포막을 통한 전달에 참여
mi-RNA - 마이크로-RNA	22	번역되지 않은 mRNA 영역의 3' 말단에 상보적인 결합을 통해 구조 유전자의 번역을 제어

나선형 구조의 형성은 260 nm에서 RNA 샘플의 광학 밀도 감소인 저변색 효과를 동반합니다. 이러한 구조의 파괴는 RNA 용액의 이온 강도가 감소하거나 60-70°C로 가열될 때 발생합니다. 그것은 용융이라고도하며 핵산 용액의 광학 밀도가 증가하는 구조적 전이 나선 - 혼돈 코일에 의해 설명됩니다.

세포에는 여러 유형의 RNA가 있습니다.

1. 정보(또는 주형) RNA(mRNA 또는 mRNA) 및 그 전신 - 이종 핵 RNA(g-n-RNA)
2. 전이 RNA(t-RNA) 및 그 전구체
3. 리보솜(r-RNA) 및 그 전신
4. 작은 핵 RNA(sn-RNA)
5. 작은 핵 RNA(sno-RNA)
6. 신호 인식 RNA(srp-RNA)
7. miRNA(미-RNA)
8. 미토콘드리아 RNA(t+ RNA).

이기종 핵 및 정보(매트릭스) RNA

이종 핵 RNA는 진핵생물에 고유합니다. 그것은 핵 DNA에서 세포질로 유전 정보를 전달하는 메신저 RNA(i-RNA)의 전구체입니다. 이종 핵 RNA(pre-mRNA)는 소련 생화학자 G. P. Georgiev에 의해 발견되었습니다. g-RNA 유형의 수는 유전자의 수와 동일합니다. 이는 게놈의 코딩 서열을 직접 복사하는 역할을 하기 때문에 DNA 회문 사본이 있으므로 이차 구조에 헤어핀과 선형 섹션이 포함됩니다. . 효소 RNA 중합효소 II는 DNA에서 RNA를 전사하는 데 중요한 역할을 합니다.

메신저 RNA는 rn-RNA의 가공(성숙)의 결과로 형성되는데, 이 과정에서 헤어핀이 잘리고, 비암호화 영역(인트론)이 절제되고, 코딩 엑손이 접착됩니다.

메신저 RNA(i-RNA)는 DNA의 특정 부분을 복사한 것으로 DNA에서 단백질 합성 부위(리보솜)로 유전 정보를 전달하는 역할을 하며 분자 조립에 직접 관여합니다.

성숙한 전령 RNA에는 기능적 역할이 다른 여러 영역이 있습니다(그림).

• 5 "말단에는 소위 "캡"또는 캡이 있습니다 - 1-4개의 변형된 뉴클레오티드의 섹션. 이 구조는 엔도뉴클레아제로부터 mRNA의 5"말단을 보호합니다
• "캡" 뒤에는 5 "비번역 영역 - 수십 개의 뉴클레오티드 시퀀스가 ​​있습니다. 리보솜의 작은 서브유닛에 포함된 r-RNA 섹션 중 하나와 상보적입니다. 이로 인해, 리보솜에 대한 m-RNA의 1차 결합을 위해, 그러나 그 자체는 브로드캐스트되지 않음
• 개시 코돈 - AUG 인코딩 메티오닌. 모든 mRNA는 동일한 시작 코돈을 가지고 있습니다. mRNA의 번역(읽기)은 그것으로 시작된다. 펩타이드 사슬의 합성 후에 메티오닌이 필요하지 않은 경우, 일반적으로 N-말단에서 분리됩니다.
• 시작 코돈 다음에는 단백질의 아미노산 서열에 대한 정보를 포함하는 코딩 부분이 옵니다. 진핵생물에서 성숙한 mRNA는 모노시스트론이다. 그들 각각은 단 하나의 폴리펩티드 사슬의 구조에 대한 정보를 가지고 있습니다.

  또 다른 것은 때때로 리보솜에 형성된 직후 펩타이드 사슬이 여러 개의 작은 사슬로 절단된다는 것입니다. 이것은 예를 들어 인슐린과 많은 올리고펩티드 호르몬의 합성에서 발생합니다.

  성숙한 진핵생물 mRNA의 암호화 부분에는 인트론(인트론이 삽입되지 않은 비암호화 서열)이 없습니다. 즉, 5" -> 3" 방향으로 읽어야 하는 센스 코돈의 연속적인 시퀀스가 ​​있습니다.

• 이 시퀀스의 끝에 UAA, UAG 또는 UGA의 세 가지 "무의미한" 코돈 중 하나인 종결 코돈이 있습니다(아래 유전자 코드 표 참조).
• 이 코돈 뒤에는 5'-비번역 영역보다 훨씬 긴 또 다른 3'-비번역 영역이 올 수 있습니다.
• 마지막으로, 거의 모든 성숙한 진핵생물 mRNA(히스톤 mRNA 제외)는 3' 말단에 150-200개의 아데닐 뉴클레오티드의 폴리(A) 단편을 포함합니다.

3'-untranslated region과 poly(A)-fragment는 mRNA의 파괴가 3'-exonucleases에 의해 이루어지기 때문에 mRNA 수명 조절과 관련이 있다. mRNA 번역이 완료된 후 폴리(A) 단편에서 10-15개의 뉴클레오티드가 절단됩니다. 이 단편이 소진되면 mRNA의 상당 부분이 분해되기 시작합니다(3'-비번역 영역이 누락된 경우).

mRNA의 총 뉴클레오티드 수는 일반적으로 수천 개 내에서 다양합니다. 이 경우 코딩 부분은 때때로 뉴클레오티드의 60-70%만 차지할 수 있습니다.

세포에서 mRNA 분자는 거의 항상 단백질과 연관되어 있습니다. 후자는 아마도 mRNA의 선형 구조를 안정화시킬 것입니다. 즉, 코딩 부분에서 "헤어핀"의 형성을 방지합니다. 또한 단백질은 조기 분해로부터 mRNA를 보호할 수 있습니다. 이러한 mRNA와 단백질의 복합체는 때때로 인포모솜(informosome)이라고 불립니다.

세포의 세포질에 있는 전이 RNA는 활성화된 형태의 아미노산을 리보솜으로 운반하고, 리보솜에서 RNA 주형(mRNA)에 의해 설정된 특정 서열의 펩티드 사슬로 결합됩니다. 현재, 원핵생물과 진핵생물로부터 1700종 이상의 tRNA의 염기서열에 대한 자료가 알려져 있다. 이들 모두는 1차 구조 및 구조에 포함된 뉴클레오티드의 상보적 상호 작용으로 인해 폴리뉴클레오티드 사슬이 2차 구조로 접히는 방식 모두에서 공통된 특징을 가지고 있습니다.

그 구성의 Transfer RNA는 100개 이하의 뉴클레오티드를 포함하며, 그 중 소량 또는 변형된 뉴클레오티드의 함량이 높습니다. 완전히 해독된 최초의 전달 RNA는 효모에서 분리된 알라닌 RNA였습니다. 분석은 알라닌 RNA가 엄격하게 정의된 서열로 배열된 77개의 뉴클레오티드로 구성되어 있음을 보여주었습니다. 그들은 비정형 뉴클레오사이드로 대표되는 소위 마이너 뉴클레오타이드를 포함합니다. 디히드로우리딘(dgU) 및 슈도우리딘(Ψ); 이노신(I): 아데노신과 비교하여 아미노 그룹이 케토 그룹으로 대체됨; 메틸이노신(mI), 메틸- 및 디메틸구아노신(mG 및 m2G); 메틸우리딘(mU): 리보티미딘과 동일합니다. 알라닌 tRNA는 뉴클레오티드 사이에 포스포디에스테르 결합이 형성된 후 효소적으로 결합된 하나 이상의 메틸기가 있는 9개의 특이한 염기를 포함합니다. 이러한 염기는 일반 쌍을 형성할 수 없습니다. 아마도 그들은 분자의 특정 부분에서 염기쌍을 방지하는 역할을 하여 메신저 RNA, 리보솜 또는 특정 아미노산을 해당 전달 RNA에 부착하는 데 필요한 효소와 2차 결합을 형성하는 특정 화학 그룹을 노출시킵니다. tRNA에서 알려진 뉴클레오티드 서열은 본질적으로 이 tRNA가 합성되는 유전자의 서열도 알려져 있음을 의미합니다. 이 시퀀스는 Watson과 Crick이 설정한 특정 기본 페어링 규칙을 기반으로 파생될 수 있습니다. 1970년에는 77개의 염기서열이 상응하는 완전한 이중나선 DNA 분자가 합성되었고 이것이 알라닌 전달 RNA를 구성하기 위한 주형으로 작용할 수 있음이 밝혀졌습니다. 최초의 인공 합성 유전자입니다.

tRNA 전사

tRNA 분자의 전사는 효소 RNA 중합효소 III의 참여와 함께 서열을 암호화하는 DNA에서 발생합니다. 전사 과정에서 tRNA의 1차 구조는 선형 분자 형태로 형성됩니다. 형성은 이 전달 RNA에 대한 정보를 포함하는 유전자에 따라 RNA 중합효소에 의한 뉴클레오티드 서열의 편집으로 시작됩니다. 이 서열은 뉴클레오티드가 서로 이어지는 선형 폴리뉴클레오티드 사슬입니다. 선형 폴리뉴클레오티드 사슬은 인트론을 포함하는 tRNA의 전구체인 1차 RNA입니다. 이 수준의 조직에서 pre-tRNA는 기능하지 않습니다. 염색체 DNA의 다른 위치에서 형성되는 pre-tRNA는 성숙한 tRNA에 비해 약 40개 이상의 뉴클레오티드를 포함합니다.

두 번째 단계에서 새로 합성된 tRNA 전구체는 전사 후 성숙 또는 처리를 거칩니다. 처리하는 동안 pre-RNA의 비정보적 과잉이 제거되고 성숙하고 기능적인 RNA 분자가 형성됩니다.

사전 tRNA 처리

처리는 전사체에서 분자 내 수소 결합의 형성으로 시작되며 tRNA 분자는 클로버잎 형태를 취합니다. 이것은 tRNA 분자가 아직 기능하지 않는 tRNA 조직의 2차 수준입니다. 다음으로, 비정보 영역은 pre-RNA에서 절제되고 "깨진 유전자"의 정보 영역은 스플라이싱됩니다 - RNA의 5'- 및 3'-말단 영역의 스플라이싱 및 변형.

pre-RNA의 비정보 영역의 절단은 리보뉴클레아제(엑소 및 엔도뉴클레아제)의 도움으로 수행됩니다. 과량의 뉴클레오티드를 제거한 후 tRNA 염기의 메틸화가 발생합니다. 반응은 메틸트랜스퍼라제에 의해 수행됩니다. S-아데노실메티오닌은 메틸기 공여체로 작용합니다. 메틸화는 뉴클레아제에 의한 tRNA의 파괴를 방지합니다. 최종적으로 성숙한 tRNA는 특정 3개의 뉴클레오티드(수용체 말단)-CCA를 부착함으로써 형성되며, 이는 특수 RNA 중합효소에 의해 수행됩니다.

처리가 완료되면 추가 수소 결합이 2차 구조에 다시 형성되어 tRNA가 3차 조직 수준으로 넘어가 소위 L-형태의 형태를 취합니다. 이 형태에서 tRNA는 hyaloplasm으로 들어갑니다.

tRNA 구조

전달 RNA의 구조는 뉴클레오티드 사슬을 기반으로 합니다. 그러나 모든 뉴클레오티드 사슬에는 양전하와 음전하를 띤 부분이 있기 때문에 펼쳐진 상태에서는 세포에 있을 수 없습니다. 이러한 전하를 띤 부분은 서로 끌어당겨 상보성의 원리에 따라 쉽게 수소 결합을 형성합니다. 수소 결합은 tRNA 가닥을 기이하게 비틀어 그 위치에 고정시킵니다. 그 결과 t-RNA의 2차 구조는 4개의 이중 가닥 영역을 포함하는 "클로버 잎" 형태(그림)를 갖게 됩니다. tRNA 사슬에 표시되고 상보적 상호작용이 불가능한 소량 또는 변형된 뉴클레오티드의 높은 함량은 5개의 단일 가닥 영역을 형성합니다.

저것. tRNA의 2차 구조는 tRNA의 개별 섹션의 상보적 뉴클레오티드의 가닥 내 짝짓기의 결과로 형성됩니다. 뉴클레오타이드 간의 수소 결합 형성에 관여하지 않는 tRNA 영역은 루프 또는 선형 연결을 형성합니다. 다음 구조 영역은 tRNA에서 구별됩니다.

1. 수락자 사이트(종료), 4개의 선형으로 배열된 뉴클레오티드로 구성되며, 그 중 3개는 모든 유형의 tRNA - CCA에서 동일한 서열을 갖습니다. 아데노신의 수산기 3"-OH는 유리합니다. 아미노산은 카르복실기로 결합되어 있으므로 이 tRNA 부위의 이름은 수용체입니다. 아데노신의 3"-수산기에 결합된 tRNA 아미노산은 아미노산을 전달합니다 단백질 합성이 일어나는 리보솜에 산.
2. 안티코돈 루프, 일반적으로 7개의 뉴클레오티드로 구성됩니다. 그것은 안티코돈이라고 하는 각 tRNA에 특정한 뉴클레오티드의 삼중항을 포함합니다. tRNA 안티코돈은 상보성의 원리에 따라 mRNA 코돈과 쌍을 이룬다. 코돈-안티코돈 상호작용은 아미노산이 리보솜에서 조립되는 동안 폴리펩티드 사슬에서 배열되는 순서를 결정합니다.
3. 슈도우리딜 루프(또는 TΨC 루프), 7개의 뉴클레오티드로 구성되며 반드시 슈도우리딜산 잔기를 포함합니다. 슈도우리딜 루프는 tRNA가 리보솜에 결합하는 데 관여한다고 가정합니다.
4. 디히드로우리딘, 또는 D-루프, 일반적으로 8-12개의 뉴클레오티드 잔기로 구성되며, 그 중 반드시 여러 개의 디히드로우리딘 잔기가 있습니다. D-loop는 아미노산에 의한 tRNA의 인식에 관여하는 aminoacyl-tRNA synthetase에 결합하는 데 필요한 것으로 여겨집니다("단백질 생합성" 참조).
5. 추가 루프, 다른 tRNA에서 뉴클레오티드의 크기와 구성이 다양합니다.

tRNA의 3차 구조는 더 이상 클로버잎 모양이 아닙니다. "클로버 잎"의 다른 부분에서 뉴클레오티드 사이에 수소 결합이 형성되기 때문에 꽃잎이 분자의 몸체를 감싸고 추가로 반 데르 발스 결합에 의해 이 위치에 유지되어 문자 G 또는 L 모양과 유사합니다. 안정적인 3차 구조의 존재는 긴 선형 mRNA 폴리뉴클레오타이드와 대조적으로 t-RNA의 또 다른 특징입니다. t-RNA의 2차 구조와 3차 구조의 도식의 색상을 비교하면 3차 구조가 형성되는 동안 t-RNA 2차 구조의 다른 부분이 어떻게 구부러지는지 정확히 이해할 수 있습니다.

Transfer RNA(tRNA)는 단백질 합성 동안 세포질에서 리보솜으로 아미노산을 운반합니다. 유전자 코드가 있는 표에서 각 아미노산은 여러 뉴클레오티드 시퀀스에 의해 인코딩되므로 각 아미노산에는 고유한 전달 RNA가 있음을 알 수 있습니다. 그 결과 20개 아미노산 각각에 대해 1종에서 6종까지 다양한 tRNA가 존재합니다. 동일한 아미노산에 결합할 수 있는 tRNA의 유형을 이소수용체라고 합니다(예를 들어, 알라닌은 tRNA에 부착될 수 있으며, 그 안티코돈은 코돈 GCU, GCC, GCA, GCG에 상보적입니다). tRNA의 특이성은 위 첨자로 표시됩니다(예: tRNA Ala).

단백질 합성 과정에서 tRNA의 주요 기능 부분은 다음과 같습니다. 안티코돈 - 안티코돈 루프에 위치한 뉴클레오티드 시퀀스, 정보 RNA(i-RNA)의 코돈과 상보적인 수용체 부분 - t-RNA의 끝 아미노산이 붙어 있는 안티코돈과 반대이다. 안티코돈의 염기 서열은 3"-말단에 부착된 아미노산의 유형에 직접적으로 의존합니다. 예를 들어, 안티코돈이 5"-CCA-3" 서열을 갖는 tRNA는 아미노산 트립토판만을 운반할 수 있습니다. 이 의존성은 t-RNA를 운반하는 유전 정보 전달의 핵심에 있다는 점에 유의해야 합니다.

단백질 합성 과정에서 tRNA 안티코돈은 i-RNA의 유전자 코드(코돈)의 세 글자 서열을 인식하여 tRNA의 다른 쪽 끝에 고정된 유일한 해당 아미노산과 일치시킵니다. 안티코돈이 mRNA 영역에 상보적인 경우에만 전달 RNA가 결합하여 단백질 사슬 형성을 위해 전달된 아미노산을 기증할 수 있습니다. t-RNA와 i-RNA 사이의 상호작용은 리보솜에서 발생하며, 이 리보솜도 번역에 적극적으로 참여합니다.

아미노산의 tRNA와 i-RNA의 코돈 인식은 다음과 같은 방식으로 발생합니다.

• "자신의" 아미노산이 tRNA에 결합하는 것은 특정 아미노아실-tRNA 합성효소인 효소의 도움으로 발생합니다.

  아미노산이 사용하는 tRNA의 수에 따라 다양한 아미노아실-tRNA 합성효소가 있습니다. 줄여서 ARSase라고 합니다. 아미노아실-tRNA 합성효소는 4차 구조의 큰 분자(분자량 100,000 - 240,000)입니다. 그들은 tRNA와 아미노산을 특이적으로 인식하고 이들의 조합을 촉매합니다. 이 과정은 ATP가 필요하며, 그 에너지는 카르복실 말단에서 아미노산을 활성화하고 tRNA의 아데노신 수용체 말단(CCA)의 하이드록실(3"-OH)에 부착하는 데 사용됩니다. 각 아미노아실-tRNA 합성효소에는 아미노산, 이소수용체 tRNA 및 ATP의 경우 적어도 3개의 결합 중심이 있는 결합 중심이 있습니다. 결합 중심에서 tRNA의 아미노산이 일치할 때 공유 결합이 형성되고 이러한 결합 불일치("잘못된" 아미노산의 tRNA에 부착)의 경우 가수분해됩니다.

  ARSase는 인식 시 각 아미노산에 대해 tRNA의 분류를 선택적으로 사용할 수 있는 능력이 있습니다. 인식의 주요 연결은 아미노산이며 자체 tRNA가 이에 맞게 조정됩니다. 또한, tRNA는 단순 확산에 의해 그것에 부착된 아미노산을 리보솜으로 전달하고, 리보솜에서 단백질은 다른 아미노아실-tRNA의 형태로 공급된 아미노산으로부터 조립됩니다.

  

  tRNA에 대한 아미노산의 결합

  tRNA와 아미노산의 결합은 다음과 같이 일어난다(그림): 아미노산과 ATP 분자는 aminoacyl-tRNA synthetase에 부착된다. 이후의 아미노아세틸화를 위해 ATP 분자는 두 개의 인산기를 분리하여 에너지를 방출합니다. 나머지 AMP(아데노신 모노포스페이트)는 아미노산에 부착되어 tRNA의 수용체 부위인 수용체 머리핀과의 연결을 준비합니다. 그 후, 합성 효소는 관련 tRNA를 해당 아미노산에 부착합니다. 이 단계에서 tRNA와 합성효소의 순응도를 확인합니다. 일치하는 경우 tRNA는 합성 효소에 단단히 부착되어 구조가 변경되어 아미노산이 tRNA에 부착되는 아미노아실화 과정이 시작됩니다.

  아미노아실화는 아미노산에 부착된 AMP 분자가 tRNA 분자로 대체될 때 발생합니다. 이 교체 후 AMP는 합성 효소를 떠나고 tRNA는 마지막 아미노산 검사를 위해 보류됩니다.

  tRNA와 부착된 아미노산의 일치성 확인

  부착된 아미노산에 대한 tRNA의 일치를 확인하기 위한 합성 효소 모델은 합성 및 교정의 두 가지 활성 센터가 있다고 가정합니다. 합성 센터에서 tRNA는 아미노산에 부착됩니다. 합성효소에 의해 포획된 tRNA의 수용체 부위는 먼저 AMP에 결합된 아미노산을 포함하는 합성 중심과 접촉한다. tRNA 수용체 부위의 이러한 접촉은 아미노산이 부착될 때까지 부자연스러운 비틀림을 제공합니다. 아미노산이 tRNA의 수용체 부위에 부착된 후 이 부위가 합성 중심에 있어야 할 필요성이 사라지고 tRNA는 이에 부착된 아미노산을 교정 중심으로 곧게 펴 이동시킵니다. tRNA에 부착된 아미노산 분자의 크기와 수정 중심의 크기가 일치하지 않으면 잘못된 아미노산으로 인식되어 tRNA에서 분리됩니다. 다음 주기를 위해 합성 효소가 준비되었습니다. tRNA에 부착된 아미노산 분자의 크기와 수정 중심의 크기가 일치하면 아미노산으로 충전된 tRNA가 방출되어 단백질 번역에서 제 역할을 할 준비가 된 것입니다. 그리고 합성효소는 새로운 아미노산과 tRNA를 붙일 준비가 되어 있고 다시 주기를 시작할 수 있습니다.

  합성 효소와 부적절한 아미노산의 연결은 평균적으로 50,000개 중 1개의 경우에 발생하고 잘못된 tRNA는 100,000개의 첨부 파일당 한 번만 발생합니다.

• mRNA 코돈과 tRNA 안티코돈의 상호작용은 상보성과 역평행의 원리에 따라 일어난다

  상보성 및 역평행성의 원리에 따른 tRNA와 mRNA 코돈의 상호작용은 다음을 의미한다: mRNA 코돈의 의미는 5"->3" 방향으로 읽혀지기 때문에, tRNA의 안티코돈은 3"-방향으로 읽혀야 한다. >5" 방향. 이 경우 코돈과 안티코돈의 처음 2개 염기는 엄밀하게 상보적인 쌍을 이루어 A U와 G C 쌍만 형성되며, 세 번째 염기의 쌍은 이 원리에서 벗어날 수 있습니다. 유효한 쌍은 체계에 의해 정의됩니다.

  다음은 계획에서 따릅니다.

  • tRNA 분자는 안티코돈의 세 번째 염기가 C 또는 A인 경우 유형 1 코돈에만 결합합니다.
  • tRNA는 안티코돈이 U 또는 G로 끝나면 2가지 유형의 코돈에 결합합니다.
  • 그리고 마지막으로 안티코돈이 I(이노신 뉴클레오티드)로 끝나면 tRNA는 3가지 유형의 코돈에 결합합니다. 특히 알라닌 tRNA에서 그러한 상황.

    이로부터 차례로 61개의 센스 코돈을 인식하려면 원칙적으로 동일하지 않고 더 적은 수의 서로 다른 tRNA가 필요합니다.

  리보솜 RNA

  

  리보솜 RNA는 리보솜 소단위 형성의 기초입니다. 리보솜은 단백질 합성 동안 mRNA와 tRNA의 공간적 배열을 제공합니다.

  각 리보솜은 크고 작은 하위 단위로 구성됩니다. 소단위에는 번역을 거치지 않는 많은 수의 단백질과 리보솜 RNA가 포함됩니다. 리보솜 RNA와 같은 리보솜은 Svedberg 단위(S)로 측정되는 침강 계수(침전)가 다릅니다. 이 계수는 포화 수성 매질에서 원심분리하는 동안 소단위의 침강 속도에 따라 달라집니다.

  각 진핵생물의 리보솜은 80S의 침강 계수를 가지며 일반적으로 80S 입자라고 합니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

  • 침강 계수가 18S rRNA인 리보솜 RNA와 30개의 다양한 단백질 분자를 포함하는 작은 소단위체(40S),
  • 3개의 다른 rRNA 분자(하나의 긴 rRNA 분자와 2개의 짧은 - 5S, 5.8S 및 28S)와 45개의 단백질 분자를 포함하는 큰 소단위(60S).

    소단위는 각각 자체 단백질로 둘러싸인 리보솜의 "골격"을 형성합니다. 완전한 리보솜의 침강 계수는 분자의 공간 구성과 관련된 두 소단위 계수의 합과 일치하지 않습니다.

  원핵생물과 진핵생물의 리보솜 구조는 거의 동일합니다. 그들은 분자량 만 다릅니다. 박테리아 리보솜은 70S의 침강 계수를 가지며 70S 입자로 지정되어 침강 속도가 더 낮음을 나타냅니다. 포함

  • 작은(30S) 서브유닛 - 16S rRNA + 단백질
  • 큰 소단위체(50S) - 23S rRNA + 5S rRNA + 큰 소단위체의 단백질(그림)

  rRNA는 질소염기 중 구아닌과 시토신의 함량이 평소보다 높다. 작은 뉴클레오시드도 발견되지만 tRNA만큼 자주 발견되지는 않습니다: 약 1%. 이들은 주로 리보스-메틸화 뉴클레오사이드입니다. rRNA의 2차 구조는 많은 이중 가닥 영역과 루프를 가지고 있습니다(그림). 이것은 RNA의 DNA 전사와 성숙(처리)의 두 가지 연속적인 과정에서 형성된 RNA 분자의 구조입니다.

  DNA에서 rRNA의 전사 및 rRNA 처리

  Pre-rRNA는 rRNA 전사체가 있는 핵소체에서 생성됩니다. DNA에서 rRNA의 전사는 두 개의 추가 RNA 중합효소의 도움으로 발생합니다. RNA 중합효소 I은 5S, 5.8S 및 28S를 하나의 긴 45S 전사체로 전사한 다음 필요한 부분으로 분할합니다. 이것은 동일한 수의 분자를 보장합니다. 인체에서 각 반수체 게놈은 45S 전사체를 인코딩하는 DNA 서열의 약 250개 사본을 포함합니다. 그것들은 13, 14, 15, 21, 22번 염색체의 짧은 팔에 5개의 군집된 직렬 반복부(즉, 서로 뒤에서 한 쌍으로)에 위치합니다. 45S 전사체는 핵소체 내부에서 발생합니다.

  1번 염색체의 최소 3개 클러스터에 2000개의 5S-pRNA 유전자 사본이 있습니다. 그들의 전사는 핵소체 외부에 있는 RNA 중합효소 III의 존재하에 진행됩니다.

  처리하는 동안 pre-rRNA의 절반 이상이 남아 있고 성숙한 rRNA가 방출됩니다. rRNA 뉴클레오티드의 일부는 염기 메틸화로 구성된 변형을 겪습니다. 반응은 메틸트랜스퍼라제에 의해 수행됩니다. S-아데노실메티오닌은 메틸기 공여체로 작용합니다. 성숙한 rRNA는 핵에서 세포질에서 오는 리보솜 단백질과 결합하여 크고 작은 리보솜 소단위를 형성합니다. 성숙한 rRNA는 단백질과 복합체를 형성하여 핵에서 세포질로 운반되어 추가로 파괴로부터 보호하고 전달을 촉진합니다.

  리보솜 중심

  리보솜은 다른 세포 소기관과 크게 다릅니다. 세포질에서 그들은 두 가지 상태로 발생합니다. 크고 작은 소단위체가 서로 분리되어 있을 때 비활성 상태이고, 기능을 수행하는 동안에는 소단위체가 서로 연결되어 있을 때 단백질 합성이 활성화되어 있습니다.

  리보솜 소단위체를 연결하거나 활성 리보솜을 조립하는 과정을 번역 개시라고 합니다. 이 조립은 리보솜의 기능 중심에 의해 제공되는 엄격하게 정렬된 방식으로 발생합니다. 이 모든 중심은 리보솜의 두 소단위의 접촉면에 있습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

  1. mRNA 결합 중심(M 중심). 이것은 5'-비번역 mRNA 단편에 대해 5-9개의 뉴클레오티드에 대해 상보적인 18S rRNA 영역에 의해 형성됩니다.
  2. 펩티드 중심(P-중심). 번역 과정이 시작될 때 개시 aa-tRNA가 이에 결합합니다. 진핵생물에서 모든 mRNA의 개시 코돈은 항상 메티오닌을 암호화하므로 개시 aa-tRNA는 첨자 i로 표시된 두 개의 메티오닌 aa-tRNA 중 하나입니다: Met-tRNA i Met . 번역의 후속 단계에서 이미 합성된 펩티드 사슬 부분을 포함하는 peptidyl-tRNA는 P-center에 위치합니다.

     때때로 그들은 펩티딜과의 연결을 잃은 tRNA가 리보솜을 떠나기 전에 움직이는 E-중심("출구"에서 - 출구)에 대해서도 이야기합니다. 그러나 이 중심은 P-중심의 필수적인 부분으로 간주될 수 있습니다.

  3. 아미노산 중심(A-중심) - 다음 aa-tRNA의 결합 부위.
  4. 펩티딜 트랜스퍼라제 센터(PTF 센터) - 펩티딜-tRNA의 구성에서 A 센터에 들어간 다음 aa-tRNA로 펩티딜의 전달을 촉매합니다. 이 경우 또 다른 펩타이드 결합이 형성되고 펩타이드는 하나의 아미노산으로 확장됩니다.

  아미노산 중심과 펩티딜 중심 모두에서 해당 tRNA(aa-tRNA 또는 펩티딜-tRNA)의 안티코돈 루프는 분명히 M-중심-전신 RNA(mRNA와 상호작용)의 결합 중심 및 수용체를 마주합니다. 아미노아실 또는 펩티딜 PTF 중심이 있는 루프.

  소단위 간 중심 분포

  리보솜의 소단위 사이의 중심 분포는 다음과 같이 발생합니다.

  • 작은 서브 유닛. mRNA가 결합하는 부위와 함께 18S-rRNA를 포함하는 것은 이 subunit이기 때문에 M-center가 이 subunit에 위치한다. 또한 A-center의 주요 부분과 P-center의 작은 부분도 여기에 위치합니다.
  • 큰 소단위. P 센터와 A 센터의 나머지 부분은 접촉면에 있습니다. P-center의 경우 이것이 주요 부분이고, A-center의 경우 α-tRNA 수용체 루프와 아미노산 라디칼(aminoacyl)의 결합 부위; 나머지와 대부분의 aa-tRNA는 작은 소단위에 결합합니다. PTF 센터는 또한 큰 하위 단위에 속합니다.
  이러한 모든 상황은 번역 개시 단계에서 리보솜의 조립 순서를 결정합니다.

  리보솜 개시(단백질 합성을 위한 리보솜 준비)

  단백질 합성 또는 번역 자체는 일반적으로 개시(시작), 연장(폴리펩티드 사슬의 연장) 및 종결(종료)의 세 단계로 나뉩니다. 개시 단계에서 리보솜은 작업을 위해 준비됩니다: 하위 단위의 연결. 박테리아 및 진핵생물 리보솜에서 소단위의 연결과 번역의 시작은 다른 방식으로 진행됩니다.

  브로드캐스트 시작은 가장 느린 프로세스입니다. 리보솜의 소단위체 외에도 mRNA와 tRNA, GTP와 리보솜의 필수 구성요소가 아닌 3가지 단백질 개시 인자(IF-1, IF-2, IF-3)가 여기에 참여한다. 개시 인자는 mRNA가 작은 소단위체와 GTP에 결합하는 것을 촉진합니다. GTP는 가수분해를 통해 리보솜 소단위의 폐쇄를 위한 에너지를 제공합니다.

  

  1. 개시는 작은 소단위(40S)가 개시 인자 IF-3에 결합할 때 시작되어 큰 소단위의 조기 결합에 장애물과 이에 대한 mRNA 부착 가능성을 초래합니다.
  2. 또한, mRNA(5'-untranslated region 포함)는 "small subunit(40S) + IF-3" 복합체에 합류합니다. 이 경우 개시코돈(AUG)은 미래 리보솜의 펩티딜 중심 수준에 위치합니다. .
  3. 또한, 두 개의 추가 개시 인자가 "작은 소단위 + IF-3 + mRNA" 복합체에 합류합니다: IF-1 및 IF-2, 후자는 개시 aa-tRNA라고 하는 특별한 전달 RNA를 수반합니다. 복합 단지에는 GTP도 포함됩니다.

     작은 소단위는 mRNA에 결합하고 읽기를 위한 2개의 코돈을 제시합니다. 첫 번째 단계에서 IF-2 단백질은 개시제 aa-tRNA를 고정합니다. 두 번째 코돈은 IF-1 단백질을 닫고 이를 차단하고 리보솜이 완전히 조립될 때까지 다음 tRNA가 결합하는 것을 허용하지 않습니다.

  4. 개시 aa-tRNA, 즉 Met-tRNA i Met의 결합 후, mRNA와의 상보적 상호작용( 개시 코돈 AUG)으로 인해 P-센터에서 그 자리에 놓이게 되면, 리보솜 서브유닛의 결합이 일어난다. GTP는 GDP와 무기 인산염으로 가수분해되며, 이 고에너지 결합이 끊어질 때 방출되는 에너지는 공정이 올바른 방향으로 진행되도록 열역학적 자극을 생성합니다. 동시에 개시 인자는 리보솜을 떠납니다.

  따라서 네 가지 주요 구성 요소의 일종의 "샌드위치"가 형성됩니다. 동시에, 개시 mRNA 코돈(AUG) 및 이와 관련된 개시 aa-tRNA는 조립된 리보솜의 P-중심에 위치한다. 후자는 첫 번째 펩티드 결합의 형성에서 peptidyl-tRNA의 역할을 합니다.

  

  RNA 중합효소에 의해 합성된 RNA 전사체는 일반적으로 전사 후 처리(post-transcriptional processing)라고 하는 추가적인 효소적 변형을 겪으며, 그 후에야 기능적 활성을 얻습니다. 미성숙 전령 RNA의 전사체를 이종 핵 RNA(hnRNA)라고 합니다. 그들은 인트론과 엑손을 포함하는 매우 긴 RNA 분자의 혼합물로 구성됩니다. 진핵생물에서 hnRNA의 성숙(처리)은 여러 단계를 포함하며, 그 중 하나는 인트론의 제거(번역되지 않은 삽입 서열 및 엑손의 융합)입니다. 이 과정은 연속적인 엑손, 즉 mRNA 단편을 코딩하는 것이 물리적으로 결코 분리되지 않는 방식으로 진행됩니다. 엑손은 작은 핵 RNA(snRNA)라는 분자에 의해 서로 매우 정확하게 연결되어 있습니다. 약 100개의 뉴클레오티드로 구성된 이러한 짧은 핵 RNA의 기능은 오랫동안 불분명했습니다. 그들의 염기서열이 각 인트론 말단의 염기서열과 상보적인 것으로 밝혀진 후 확립되었다. snRNA에 포함된 염기쌍과 고리형 인트론 말단에 두 개의 엑손 서열이 접근하여 두 엑손을 분리하는 인트론과 암호화 단편의 효소적 연결(스플라이싱)을 제거할 수 있게 된다. 엑손). 따라서 snRNA 분자는 정확한 위치에서 splicing이 일어나도록 두 엑손의 말단을 서로 가깝게 유지하는 임시 주형의 역할을 한다(Fig. 1).

  인트론을 제거하여 hnRNA를 mRNA로 변환하는 과정은 스플라이스솜(splicesome)이라고 하는 핵 RNA-단백질 복합체에서 발생합니다. 각 스플라이스옴에는 3개의 작은(저분자량) 핵 리보핵단백질(snurp)로 구성된 핵이 있습니다. 각 스너프에는 하나 이상의 작은 핵 RNA와 여러 단백질이 포함되어 있습니다. 주로 RNA 중합효소 II에 의해 전사되는 수백 개의 서로 다른 작은 핵 RNA가 있습니다. 이들의 주요 기능은 RNA-RNA 유형에 따른 염기쌍을 통한 특정 리보핵 서열의 인식인 것으로 여겨진다. Ul, U2, U4/U6 및 U5는 hnRNA 처리에 가장 중요합니다.

  미토콘드리아 RNA

  미토콘드리아 DNA는 연속 루프이며 13개의 폴리펩타이드, 22개의 tRNA 및 2개의 rRNA(16S 및 23S)를 암호화합니다. 대부분의 유전자는 동일한(무거운) 사슬에 위치하지만 일부는 상보적인 경쇄에도 위치합니다. 이 경우 두 사슬은 미토콘드리아 특이적 RNA 중합효소를 사용하여 연속 전사체로 전사됩니다. 이 효소는 핵 유전자에 의해 암호화됩니다. 그런 다음 긴 RNA 분자가 37개의 개별 종으로 절단되고 mRNA, rRNA 및 tRNA가 함께 13개의 mRNA를 번역합니다. 세포질에서 미토콘드리아로 들어가는 많은 수의 추가 단백질은 핵 유전자에서 번역됩니다. 전신성 홍반성 루푸스 환자는 자신의 신체 스너프 단백질에 대한 항체를 가지고 있습니다. 또한 염색체 15q의 작은 핵 RNA에 대한 특정 유전자 세트가 프라더-윌리 증후군(정신 지체, 저신장, 비만, 근육 저혈압의 유전적 조합)의 발병기전에 중요한 역할을 한다고 믿어집니다.

  
  

8. 인지질의 구조. 신진 대사에서 인지질의 역할.

9. 에이코사노이드의 구조와 기능.

10. 콜레스테롤의 구조와 기능.

13. 거시 및 미량 요소의 생물학적 역할.

15. 신진대사에서 포스포피리독살의 역할

17. 비타민 B12의 생화학적 기능.

18. 판토텐산(b5)의 생물학적 역할

19. 리보플라빈(b2)의 생물학적 역할

20. 니코틴아미드의 생물학적 역할.

21. 티아민 피로인산의 생화학적 기능.

22. 비타민 C의 생화학적 역할

23. 테트라히드로엽산(THFK)의 생물학적 역할.

24. 비타민 d의 생물학적 역할.

25. 비타민 a의 생물학적 역할.

26. 비타민 e의 생물학적 역할.

27. 비타민 K의 생물학적 역할

29. 효소의 구조와 분류.

30. 효소의 경쟁적 및 비경쟁적 억제.

31. 생물학적 촉매의 특징.

32. 호르몬 분류. 신진 대사 조절에서 호르몬의 역할.

33. 부신 호르몬과 그 생화학적 기능.

34. 뇌하수체 호르몬과 생물학적 역할.

35. 성 호르몬의 생물학적 역할.

36. 부신 피질 호르몬의 생물학적 역할.

37. 췌장 호르몬의 생물학적 역할.

38. 갑상선 호르몬. 신진 대사에 미치는 영향.

41. 신진대사에서 2차 메신저의 생화학적 역할.

42. Macroergic 화합물과 신진 대사에서의 역할.

43. 미토콘드리아의 호흡 사슬.

44. 호흡 사슬에서 전자 운반체의 위치 및 구조 순서.

45. 산화적 인산화 과정, 생물학적 역할.

47. 자유 라디칼 형성 메커니즘. 세포의 항산화 시스템.

49. 피루브산의 산화적 탈카르복실화의 생화학적 메커니즘.

50. 반응 메커니즘과 Krebs 주기의 생물학적 역할.

53. Gluconeogenesis 및 생물학적 역할.

54. 탄수화물 산화의 오탄당 인산 경로.

55. 반추동물의 탄수화물 대사의 특징. 반추동물의 포도당 합성 경로.

62. 트리아실글리세리드와 인지질의 합성.

63. 케톤체와 대사에서의 역할.

64. 단백질의 물리화학적 성질. 아미노산과 단백질의 등전점 및 등전점.

65. 위장관에서 단백질 소화의 생화학적 메커니즘.

66. 아미노산의 아미노전이 및 탈아미노화 반응의 메커니즘.

67. 아미노산의 탈카르복실화. 탈탄산 산물의 생물학적 역할.

69. 뉴클레오티드 산화의 생물학적 메커니즘

70. DNA 분자의 구조

71. 낮 합성의 생화학적 메커니즘

72. 복제 및 수리.

73. RNA의 구조. RNA 유형. 신진 대사에서의 역할.

74. RNA 합성의 생화학적 메커니즘.

75. 단백질 합성의 생화학적 메커니즘.

73. RNA의 구조. RNA 유형. 신진 대사에서의 역할.

리보핵산(RNA)단일 가닥 바이오폴리머이며, 그 단량체는 뉴클레오티드입니다.

새로운 RNA 분자의 합성을 위한 주형은 데옥시리보핵산 분자(RNA 전사)입니다. 어떤 경우에는 역 과정도 가능하지만(일부 바이러스 복제 중 RNA 주형에 새로운 DNA 형성). 다른 리보핵산 분자(RNA 복제)도 RNA 생합성의 기초 역할을 할 수 있습니다. 많은 효소가 세포핵에서 일어나는 RNA의 전사에 관여하며, 그 중 가장 중요한 것은 RNA 중합효소입니다.

RNA 구조.

분자는 단일 가닥 구조를 가지고 있습니다. 고분자. 뉴클레오티드가 서로 상호 작용한 결과 RNA 분자는 다양한 모양(나선형, 구형 등)의 2차 구조를 얻습니다. RNA 단량체는 뉴클레오타이드(질소 ​​염기, 인산 잔기 및 당(펩토스)를 포함하는 분자)입니다. RNA는 DNA의 단일 가닥과 구조가 유사합니다. RNA를 구성하는 뉴클레오티드: 구아닌, 아데닌, 시토신, 우라실. 아데닌과 구아닌은 퓨린 염기이고 시토신과 우라실은 피리미딘 염기입니다. 리보핵산의 탄수화물 성분은 DNA 분자와 달리 디옥시리보스가 아니라 리보스입니다. DNA에서 RNA의 화학 구조에서 두 번째로 중요한 차이점은 리보핵산 분자에 티민과 같은 뉴클레오티드가 없다는 것입니다. RNA에서는 우라실로 대체됩니다.

RNA의 기능은 리보핵산의 종류에 따라 다릅니다.

1) 메신저 RNA(i-RNA).

이 바이오폴리머는 때때로 메신저 RNA(mRNA)라고 합니다. 이 유형의 RNA는 세포의 핵과 세포질 모두에 있습니다. 주요 목적은 디옥시리보핵산에서 단백질 분자가 조립되는 리보솜으로 단백질 구조에 대한 정보를 전달하는 것입니다. 전체 분자의 1% 미만인 상대적으로 적은 수의 RNA 분자.

2) 리보솜 RNA(r-RNA).

가장 일반적인 유형의 RNA(세포에서 이러한 유형의 모든 분자의 약 90%). R-RNA는 리보솜에 위치하며 단백질 분자 합성을 위한 주형입니다. 다른 유형의 RNA에 비해 가장 큰 치수를 가지고 있습니다. 분자량은 150만 kDaltons 이상에 도달할 수 있습니다.

3) 전달 RNA(t-RNA).

그것은 주로 세포의 세포질에 있습니다. 주요 목적은 아미노산을 단백질 합성 부위(리보솜으로)로 수송(전달)하는 것입니다. Transfer RNA는 세포에 있는 모든 RNA 분자의 최대 10%를 구성합니다. 다른 RNA 분자(최대 100개 뉴클레오타이드)에 비해 크기가 가장 작습니다.

4) 마이너(작은) RNA.

이들은 세포의 다양한 부분(막, 세포질, 세포 소기관, 핵 등)에 위치한 작은 분자량의 RNA 분자입니다. 그들의 역할은 완전히 이해되지 않았습니다. 리보솜 RNA의 성숙을 돕고, 세포막을 통한 단백질 전달에 참여하고, DNA 분자의 복제를 촉진할 수 있다는 것이 입증되었습니다.

5) 리보자임.

효소(촉매)로서 세포의 효소 과정에 적극적으로 관여하는 최근에 확인된 RNA 유형입니다.

6) 바이러스 RNA.

모든 바이러스에는 DNA 또는 RNA와 같은 한 종류의 핵산만 포함될 수 있습니다. 따라서 구성에 RNA 분자가 있는 바이러스를 RNA 함유 바이러스라고 합니다. 이러한 종류의 바이러스가 세포에 들어가면 역전사(RNA를 기반으로 한 새로운 DNA의 형성) 과정이 일어날 수 있으며, 새로 형성된 바이러스 DNA는 세포 게놈에 통합되어 병원체의 존재와 번식을 보장합니다. 시나리오의 두 번째 변형은 들어오는 바이러스 RNA의 매트릭스에 상보적인 RNA가 형성되는 것입니다. 이 경우 새로운 바이러스 단백질의 형성, 바이러스의 중요한 활동 및 번식은 바이러스 RNA에 기록된 유전 정보에 기초하여 데옥시리보핵산의 참여 없이 발생합니다.

분자 생물학은 생물학의 가장 중요한 분야 중 하나이며 살아있는 유기체의 세포와 그 구성 요소에 대한 자세한 연구를 포함합니다. 그녀의 연구 범위는 출생, 호흡, 성장, 죽음과 같은 많은 중요한 과정을 포함합니다.


분자 생물학의 귀중한 발견은 고등 존재의 유전 암호를 해독하고 유전 정보를 저장하고 전달하는 세포의 능력을 결정한 것입니다. 이러한 과정의 주요 역할은 본질적으로 DNA와 RNA의 두 가지 유형으로 구별되는 핵산에 속합니다. 이 거대 분자는 무엇입니까? 그들은 무엇으로 만들어졌으며 어떤 생물학적 기능을 수행합니까?

DNA 란 무엇입니까?

DNA는 데옥시리보핵산을 의미합니다. 그것은 유기체의 발달과 활동을 위한 유전 코드의 보존과 전달을 보장하는 세포의 세 가지 거대 분자 중 하나입니다(다른 두 개는 단백질과 리보핵산입니다). 간단히 말해서 DNA는 유전 정보의 운반자입니다. 그것은 개인의 유전자형을 포함하고 있으며, 자신을 복제하고 유전에 의해 정보를 전달하는 능력을 가지고 있습니다.

산은 화학 물질로서 1860년대에 이미 세포에서 분리되었지만 20세기 중반까지 아무도 정보를 저장하고 전달할 수 있다고 생각하지 않았습니다.


오랫동안 이러한 기능은 단백질에 의해 수행된다고 믿어졌지만 1953년 한 생물학자들은 분자의 본질에 대한 이해를 크게 확장하고 유전자형의 보존 및 전달에서 DNA의 주요 역할을 증명했습니다. 그 발견은 세기의 발견이었고 과학자들은 그들의 업적으로 노벨상을 받았습니다.

DNA는 무엇으로 구성되어 있습니까?

DNA는 생물학적 분자 중 가장 크고 인산 잔기로 구성된 4개의 뉴클레오타이드로 구성됩니다. 구조적으로 산은 매우 복잡합니다. 그 뉴클레오티드는 쌍으로 결합되어 2차 구조인 이중 나선으로 결합되는 긴 사슬로 연결됩니다.

DNA는 방사선이나 각종 산화 물질에 의해 손상되는 경향이 있어 분자 내에서 돌연변이 과정이 일어난다. 산의 기능은 다른 분자, 즉 단백질과의 상호 작용에 직접적으로 의존합니다. 세포에서 그들과 상호 작용하여 정보가 실현되는 물질 염색질을 형성합니다.

RNA 란 무엇입니까?

RNA는 질소 염기와 인산 잔기를 포함하는 리보핵산입니다.


사전 생물학적 시스템에서 우리 행성의 형성 시대에자가 재생산 능력을 얻은 최초의 분자라는 가설이 있습니다. RNA는 여전히 개별 바이러스의 게놈에 포함되어 있으며, 그 안에서 DNA가 고등 존재에서 하는 역할을 수행합니다.

리보핵산은 4개의 뉴클레오타이드로 구성되어 있지만 DNA에서처럼 이중나선 대신에 하나의 곡선으로 사슬이 연결되어 있습니다. 뉴클레오티드에는 신진 대사에 적극적으로 관여하는 리보스가 포함되어 있습니다. RNA는 단백질을 암호화하는 능력에 따라 기질과 비암호화로 나뉩니다.

첫 번째는 암호화된 정보를 리보솜으로 전달하는 일종의 중개자 역할을 합니다. 후자는 단백질을 암호화할 수 없지만 분자의 번역 및 연결과 같은 다른 기능을 가지고 있습니다.

DNA는 RNA와 어떻게 다릅니까?

화학적 구성에서 산은 서로 매우 유사합니다. 둘 다 선형 폴리머이며 5개의 탄소 당 잔기에서 생성된 N-글리코사이드입니다. 그들 사이의 차이점은 RNA의 당 잔기가 물에 쉽게 용해되는 오탄당 그룹의 단당류인 리보스라는 것입니다. DNA의 당 잔기는 디옥시리보스 또는 리보스의 유도체로 구조가 약간 다릅니다.


4개의 탄소 원자와 1개의 산소 원자로 구성된 고리를 형성하는 리보스와 달리 디옥시리보스에서는 두 번째 탄소 원자가 수소로 대체됩니다. DNA와 RNA의 또 다른 차이점은 크기가 더 큽니다. 또한 DNA를 구성하는 4개의 뉴클레오타이드 중 하나는 티민이라는 질소 염기이며 RNA에는 티민 대신 그 변이체인 우라실이 존재합니다.

RNA는 DNA와 마찬가지로 폴리뉴클레오티드입니다. RNA 뉴클레오타이드의 구조는 DNA의 구조와 비슷하지만 다음과 같은 차이점이 있습니다.

• 데옥시리보스 대신에, RNA 뉴클레오티드는 5탄당인 리보스를 포함합니다.
• 티민의 질소 염기 대신 우라실;
• RNA 분자는 일반적으로 하나의 사슬(일부 바이러스에서는 2개)로 표시됩니다.

세포에 있다 세 가지 유형의 RNA:정보, 수송 및 리보솜.

정보 제공 RNA(i-RNA)는 DNA의 특정 부분을 복사한 것으로 DNA에서 단백질 합성 부위(리보솜)까지 유전 정보를 전달하는 역할을 하며 분자 조립에 직접 관여합니다.

수송 RNA(tRNA)는 세포질에서 리보솜으로 아미노산을 운반합니다.

리보솜 RNA(rRNA)는 리보솜의 일부입니다. r-RNA는 특정 공간적 관계를 제공한다고 믿어집니다. i-RNA 및 t-RNA.

유전 정보의 실현 과정에서 RNA의 역할.

유전 코드를 사용하여 작성된 유전 정보는 DNA 분자에 저장되고 새로 형성된 세포에 정상적인 발달 및 기능에 필요한 "지시"를 제공하기 위해 증식합니다. 동시에 DNA는 세포의 생명 유지에 직접 참여하지 않습니다. DNA에 저장된 유전 정보를 작업 형태로 번역하는 역할을 하는 중개자의 역할은 다음과 같습니다. 리보핵산 - RNA.

DNA 분자와 달리 리보핵산은 당, 리보스, 인산염 및 네 가지 질소 염기(아데닌, 구아닌, 우라실 또는 시토신) 중 하나를 포함하는 네 가지 유형의 뉴클레오타이드로 구성된 하나의 폴리뉴클레오타이드 사슬로 표시됩니다. RNA는 상보성과 역평행의 원리에 따라 RNA 중합효소를 이용하여 DNA 분자에서 합성되며, 우라실은 RNA에서 DNA 아데닌과 상보적이다. 세포에서 작용하는 모든 다양한 RNA는 mRNA, tRNA, rRNA의 세 가지 주요 유형으로 나눌 수 있습니다.

유전과 변이 물질의 화학적 구성에 따르면 진핵 세포와 원핵 세포는 근본적으로 다르지 않습니다. 그들의 유전 물질은 DNA로 표시됩니다. 그들에게 공통된 것은 유전 정보와 유전 코드를 기록하는 원리입니다. 같은 아미노산은 같은 코돈을 가진 원핵생물과 진핵생물에서 암호화됩니다. 원칙적으로 DNA에 저장된 유전 정보의 사용은 이러한 유형의 세포에서 동일한 방식으로 수행됩니다. 먼저 mRNA 분자의 염기서열로 전사된 후 tRNA의 참여로 리보솜에 있는 펩타이드의 아미노산 서열로 번역된다. 그러나 진핵 세포와 원핵 세포를 구별하는 유전 물질 조직의 일부 특징으로 인해 유전 정보 사용에 차이가 있습니다.

원핵 세포의 유전 물질은 주로 단일 원형 DNA 분자에 포함되어 있습니다. 그것은 세포의 세포질에 직접 위치하며 유전자 발현에 필요한 tRNA와 효소가 있으며 그 중 일부는 리보솜에 포함되어 있습니다. 원핵생물 유전자는 단백질, tRNA 또는 rRNA의 합성 중에 실현되는 코딩 뉴클레오티드 서열로 전적으로 구성됩니다.

진핵 생물의 유전 물질은 원핵 생물보다 부피가 큽니다. 그것은 주로 특수 핵 구조물에 위치합니다 - 염색체그것은 핵막에 의해 세포질과 분리됩니다. 리보솜, tRNA, 아미노산 및 효소 세트로 구성된 단백질 합성에 필요한 장치는 세포의 세포질에 있습니다.

진핵 세포의 유전자 분자 구성에는 상당한 차이가 있습니다. 그들 대부분은 코딩 서열을 가지고 있습니다 엑손중단된 인트론 t-RNA, r-RNA 또는 펩타이드 합성에 사용되지 않는 부위. 이러한 영역의 수는 유전자에 따라 다르며, 이러한 영역은 1차 전사된 RNA에서 제거되므로 진핵 세포에서 유전 정보의 사용이 다소 다르게 발생합니다. 유전 물질과 단백질 생합성 장치가 공간적으로 분리되어 있지 않은 원핵 세포에서는 전사와 번역이 거의 동시에 일어난다. 진핵 세포에서 이 두 단계는 핵 외피에 의해 공간적으로 분리될 뿐만 아니라 정보가 없는 서열을 제거해야 하는 mRNA 성숙 과정에 의해 시간적으로 분리됩니다.

유전 정보 표현의 각 단계에서의 이러한 차이 외에도, 진핵생물 및 진핵생물에서 이러한 과정의 일부 특징이 주목될 수 있습니다.