Nukleov? kyseliny jsou vysokomolekul?rn? l?tky skl?daj?c? se z mononukleotid?, kter? jsou navz?jem spojeny do polymern?ho ?et?zce pomoc? 3", 5" fosfodiesterov?ch vazeb a jsou ur?it?m zp?sobem zabaleny v bu?k?ch.

Nukleov? kyseliny jsou biopolymery dvou typ?: ribonukleov? kyselina (RNA) a deoxyribonukleov? kyselina (DNA). Ka?d? biopolymer se skl?d? z nukleotid?, kter? se li?? sacharidov?m zbytkem (rib?za, deoxyrib?za) a jednou z dus?kat?ch b?z? (uracil, thymin). Podle t?chto rozd?l? dostaly nukleov? kyseliny sv?j n?zev.

Struktura ribonukleov? kyseliny

Prim?rn? struktura RNA

molekula RNA jsou line?rn? (tj. nerozv?tven?) polynukleotidy s podobn?m principem organizace jako DNA. Monomery RNA jsou nukleotidy skl?daj?c? se z kyseliny fosfore?n?, sacharidu (rib?zy) a dus?kat? b?ze, spojen? 3", 5" fosfodiesterov?mi vazbami. Polynukleotidov? ?et?zce molekuly RNA jsou pol?rn?, tzn. maj? rozli?iteln? 5' a 3" konce. Nav?c na rozd?l od DNA je RNA jednovl?knov? molekula. D?vodem tohoto rozd?lu jsou t?i rysy prim?rn? struktury:

1. RNA, na rozd?l od DNA, obsahuje rib?zu m?sto deoxyrib?zy, kter? m? dal?? hydroxy skupinu. D?ky hydroxylov? skupin? je dvou?et?zcov? struktura m?n? kompaktn?
2. Mezi ?ty?mi hlavn?mi neboli hlavn?mi dus?kat?mi b?zemi (A, G, C a U) je m?sto thyminu obsa?en uracil, kter? se od thyminu li?? pouze nep??tomnost? methylov? skupiny na 5. pozici. D?ky tomu kles? s?la hydrofobn? interakce v komplement?rn?m A-U p?ru, ??m? se tak? sni?uje pravd?podobnost vzniku stabiln?ch dvou?et?zcov?ch molekul.
3. Kone?n? RNA (zejm?na tRNA) m? vysok? obsah tzv. minoritn? b?ze a nukleosidy. Pat?? mezi n? dihydrouridin (uracil nem? jednu dvojnou vazbu), pseudouridin (uracil je spojen s rib?zou jinak ne? obvykle), dimethyladenin a dimethylguanin (v dus?kat?ch b?z?ch jsou dal?? dv? methylov? skupiny) a mnoho dal??ch. T?m?? v?echny tyto b?ze se nemohou ??astnit komplement?rn?ch interakc?. Methylov? skupiny v dimethyladeninu (na rozd?l od thyminu a 5-methylcytosinu) jsou tedy um?st?ny na atomu, kter? tvo?? vod?kovou vazbu v p?ru A-U; proto nyn? toto spojen? nelze uzav??t. To tak? zabra?uje tvorb? dvou?et?zcov?ch molekul.

Zn?m? rozd?ly ve slo?en? RNA od DNA maj? tedy velk? biologick? v?znam: v?dy? molekuly RNA mohou plnit svou funkci pouze v jednovl?knov?m stavu, co? je u mRNA nejz?eteln?j??: je t??k? si p?edstavit, jak dvou?et?zcov? molekula by mohla b?t translatov?na na ribozomech.

Sou?asn?, i kdy? z?st?v? jednoduch?, v n?kter?ch oblastech m??e ?et?zec RNA tvo?it smy?ky, v?b??ky nebo „vl?senky“ s dvouvl?knovou strukturou (obr. 1). Tato struktura je stabilizov?na interakc? b?z? v p?rech A::U a G:::C. Mohou v?ak vzniknout i „nespr?vn?“ p?ry (nap??klad G U) a na n?kter?ch m?stech jsou „vl?senky“ a nedoch?z? k ??dn? interakci. Takov? smy?ky mohou obsahovat (zejm?na v tRNA a rRNA) a? 50 % v?ech nukleotid?. Celkov? obsah nukleotid? v RNA se pohybuje od 75 jednotek do mnoha tis?c. Ale i ty nejv?t?? RNA jsou o n?kolik ??d? krat?? ne? chromozom?ln? DNA.

Prim?rn? struktura mRNA je zkop?rov?na z ??sti DNA obsahuj?c? informace o prim?rn? struktu?e polypeptidov?ho ?et?zce. Prim?rn? struktura ostatn?ch typ? RNA (tRNA, rRNA, vz?cn? RNA) je kone?nou kopi? genetick?ho programu odpov?daj?c?ch DNA gen?.

Sekund?rn? a terci?rn? struktury RNA

Ribonukleov? kyseliny (RNA) jsou jednovl?knov? molekuly, tak?e na rozd?l od DNA jsou jejich sekund?rn? a terci?rn? struktury nepravideln?. Tyto struktury, definovan? jako prostorov? konformace polynukleotidov?ho ?et?zce, jsou tvo?eny p?ev??n? vod?kov?mi vazbami a hydrofobn?mi interakcemi mezi dus?kat?mi b?zemi. Pokud je nativn? molekula DNA charakterizov?na stabiln? ?roubovic?, pak je struktura RNA rozmanit?j?? a labiln?j??. Rentgenov? difrak?n? anal?za uk?zala, ?e jednotliv? ?seky polynukleotidov?ho ?et?zce RNA se oh?baj? na sebe a vytv??ej? intrahelik?ln? struktury. Stabilizace struktur je dosa?ena komplement?rn?m p?rov?n?m dus?kat?ch b?z? antiparaleln?ch ?sek? ?et?zce; konkr?tn?mi p?ry jsou zde A-U, G-C a m?n? ?asto G-U. D?ky tomu se v molekule RNA objevuj? kr?tk? i dlouh? dvou?roubovicov? oblasti, kter? pat?? do stejn?ho ?et?zce; tyto oblasti se naz?vaj? vl?senky. Model sekund?rn? struktury RNA s vl?senkov?mi prvky vznikl koncem 50. - za??tkem 60. let. XX stolet? v laborato??ch A. S. Spirin (Rusko) a P. Doty (USA).

N?kter? typy RNA
Typy RNA	Velikost v nukleotidech	Funkce
gRNA - genomov? RNA	10000-100000
mRNA - informa?n? (matrixov?) RNA	100-100000	p?en??? informace o struktu?e proteinu z molekuly DNA
tRNA - p?enosov? RNA	70-90	transportuje aminokyseliny do m?sta synt?zy b?lkovin
rRNA - ribozom?ln? RNA	n?kolik diskr?tn?ch t??d od 100 do 500 000	nach?zej?c? se v ribozomech, pod?l? se na udr?ov?n? struktury ribozomu
sn-RNA - mal? jadern? RNA	100	odstra?uje introny a enzymaticky spojuje exony v mRNA
sno-RNA - mal? nukleol?rn? RNA		se pod?l? na ??zen? nebo prov?d?n? modifikac? b?ze v rRNA a mal? jadern? RNA, jako je methylace a pseudouridinace. V?t?ina mal?ch nukleol?rn?ch RNA se nach?z? v intronech jin?ch gen?
srp-RNA - sign?l rozpozn?vaj?c? RNA		rozpozn?v? sign?ln? sekvenci protein? ur?en?ch k expresi a pod?l? se na jejich transportu p?es cytoplazmatickou membr?nu
mi-RNA - mikro-RNA	22	??dit translaci strukturn?ch gen? komplement?rn? vazbou na 3" konce netranslatovan?ch oblast? mRNA

Vznik ?roubovicov?ch struktur je doprov?zen hypochromn?m efektem – poklesem optick? hustoty vzork? RNA p?i 260 nm. K destrukci t?chto struktur doch?z?, kdy? se sn??? iontov? s?la roztoku RNA nebo kdy? se zah?eje na 60-70 ° C; naz?v? se tak? t?n? a vysv?tluje se struktur?ln?m p?echodem ?roubovice - chaotick? c?vky, kter? je doprov?zen zv??en?m optick? hustoty roztoku nukleov? kyseliny.

V bu?k?ch existuje n?kolik typ? RNA:

1. informa?n? (nebo messenger) RNA (mRNA nebo mRNA) a jej? p?edch?dkyn? - heterogenn? jadern? RNA (r-n-RNA)
2. transfer RNA (tRNA) a jej? prekurzor
3. ribozom?ln? (rRNA) a jej? prekurzor
4. mal? jadern? RNA (sn-RNA)
5. mal? nukleol?rn? RNA (sno-RNA)
6. RNA rozpozn?vaj?c? sign?l (srp-RNA)
7. mikro-RNA (mi-RNA)
8. mitochondri?ln? RNA (t+ RNA).

Heterogenn? jadern? a messenger RNA

Heterogenn? jadern? RNA je charakteristick? v?hradn? pro eukaryota. Je to prekurzor messenger RNA (mRNA), kter? p?en??? genetickou informaci z jadern? DNA do cytoplazmy. Heterogenn? jadernou RNA (pre-mRNA) objevil sov?tsk? biochemik G. P. Georgiev. Po?et typ? r-RNA se rovn? po?tu gen?, proto?e slou?? jako p??m? kopie k?duj?c?ch sekvenc? genomu, d?ky ?emu? m? kopie DNA palindrom?, proto jej? sekund?rn? struktura obsahuje vl?senky a line?rn? oblasti . V procesu transkripce RNA z DNA hraje kl??ovou roli enzym RNA polymer?za II.

Messenger RNA vznik? jako v?sledek zpracov?n? (zr?n?) r-RNA, b?hem kter?ho jsou od??znuty vl?senky, vyst?i?eny nek?duj?c? oblasti (introny) a k?duj?c? exony jsou slepeny dohromady.

Messenger RNA (i-RNA) je kopi? specifick?ho ?seku DNA a funguje jako nosi? genetick? informace z DNA do m?sta synt?zy protein? (ribozom?) a p??mo se pod?l? na sestavov?n? jej?ch molekul.

Zral? messenger RNA m? n?kolik oblast? s r?zn?mi funk?n?mi rolemi (obr.)

• na 5" konci je tzv. "cap" nebo cap - ?sek jednoho a? ?ty? modifikovan?ch nukleotid?. Tato struktura chr?n? 5" konec mRNA p?ed endonukle?zami
• Za „v??kem“ se nach?z? 5"-nep?elo?en? oblast - sekvence n?kolika des?tek nukleotid?. Je komplement?rn? k jedn? z ??st? r-RNA, kter? je sou??st? mal? podjednotky ribozomu. D?ky tomu slou?? k prim?rn? vazb? m-RNA na ribozom, ale sama se nevys?l?
• inicia?n? kodon je AUG, k?duj?c? methionin. V?echny mRNA maj? stejn? start kodon. T?m za??n? translace (?ten?) m-RNA. Pokud po synt?ze peptidov?ho ?et?zce nen? methionin pot?eba, pak se obvykle od?t?p? z jeho N-konce.
• Po startovac?m kodonu n?sleduje k?duj?c? ??st, kter? obsahuje informaci o aminokyselinov? sekvenci proteinu. U eukaryot jsou zral? m-RNA monocistronn?, tzn. ka?d? z nich nese informaci o struktu?e pouze jednoho polypeptidov?ho ?et?zce.

  Jin? v?c je, ?e n?kdy je peptidov? ?et?zec, brzy po vytvo?en? na ribozomu, roz?ez?n na n?kolik men??ch ?et?zc?. To se d?je nap??klad p?i synt?ze inzul?nu a ?ady oligopeptidov?ch hormon?.

  K?duj?c? ??st zral? m-RNA eukaryot postr?d? introny – jak?koli vlo?en? nek?duj?c? sekvence. Jin?mi slovy, existuje souvisl? sekvence smyslov?ch kodon?, kter? je t?eba ??st ve sm?ru 5" -> 3".

• Na konci t?to sekvence je termina?n? kodon – jeden ze t?? „nesmysln?ch“ kodon?: UAA, UAG nebo UGA (viz tabulka genetick?ch k?d? n??e).
• Po tomto kodonu m??e n?sledovat dal?? 3' nep?ekl?dan? oblast, kter? je v?znamn? del?? ne? 5' nep?ekl?dan? oblast.
• Kone?n?, t?m?? v?echny zral? eukaryotick? mRNA (krom? histonov?ch mRNA) obsahuj? poly(A) fragment 150-200 adenylnukleotid? na 3" konci

3" nep?ekl?dan? oblast a poly(A) fragment souvis? s regulac? ?ivotnosti m-RNA, proto?e destrukce m-RNA je prov?d?na 3" exonukle?zami. Po ukon?en? translace m-RNA se z poly(A) fragmentu od?t?p? 10-15 nukleotid?. Po vy?erp?n? tohoto fragmentu za?ne v?znamn? ??st mRNA degradovat (pokud chyb? 3" nep?elo?en? oblast).

Celkov? po?et nukleotid? v mRNA se obvykle pohybuje v rozmez? n?kolika tis?c. P?itom k?duj?c? ??st m??e n?kdy tvo?it pouze 60-70 % nukleotid?.

V bu?k?ch jsou molekuly mRNA t?m?? v?dy spojeny s proteiny. Ty pravd?podobn? stabilizuj? line?rn? strukturu mRNA, tj. zabra?uj? tvorb? „vl?senek“ v k?duj?c? ??sti. Krom? toho mohou proteiny chr?nit mRNA p?ed p?ed?asnou destrukc?. Takov? komplexy mRNA s proteiny se n?kdy naz?vaj? informosomy.

Transferov? RNA v cytoplazm? bu?ky p?en??? aminokyseliny v aktivovan? form? do ribozom?, kde se spojuj? do peptidov?ch ?et?zc? ve specifick? sekvenci, kter? je specifikov?na matric? RNA (mRNA). V sou?asn? dob? jsou zn?my ?daje o nukleotidov? sekvenci pro v?ce ne? 1700 druh? tRNA z prokaryotick?ch a eukaryotick?ch organism?. V?echny maj? spole?n? rysy jak ve sv? prim?rn? struktu?e, tak ve zp?sobu, jak?m je polynukleotidov? ?et?zec slo?en do sekund?rn? struktury v d?sledku komplement?rn? interakce nukleotid? zahrnut?ch v jejich struktu?e.

Transferov? RNA neobsahuje v?ce ne? 100 nukleotid?, mezi nimi? je vysok? obsah minoritn?ch nebo modifikovan?ch nukleotid?. Prvn? transferovou RNA, kter? byla pln? de?ifrov?na, byla alaninov? RNA izolovan? z kvasinek. Anal?za uk?zala, ?e alaninov? RNA se skl?d? ze 77 nukleotid? um?st?n?ch v p?esn? definovan? sekvenci; obsahuj? tzv. minoritn? nukleotidy, reprezentovan? atypick?mi nukleosidy dihydrouridin (dgU) a pseudouridin (PS); inosin (I): ve srovn?n? s adenosinem je aminoskupina nahrazena ketoskupinou; methylinosin (ml), methyl- a dimethylguanosin (mG a m2G); methyluridin (mU): stejn? jako ribothymidin. Alanin tRNA obsahuje 9 neobvykl?ch b?z? s jednou nebo v?ce methylov?mi skupinami, kter? se k nim enzymaticky p?id?vaj? po vytvo?en? fosfodiesterov?ch vazeb mezi nukleotidy. Tyto b?ze nejsou schopny tvo?it b??n? p?ry; mo?n? slou?? k zabr?n?n? p?rov?n? b?z? v ur?it?ch ??stech molekuly a t?m k odhalen? specifick?ch chemick?ch skupin, kter? tvo?? sekund?rn? vazby s messengerovou RNA, ribozomem nebo mo?n? enzymem nezbytn?m pro p?ipojen? konkr?tn? aminokyseliny k odpov?daj?c? transferov? RNA. Zn?m? sekvence nukleotid? v tRNA v podstat? znamen?, ?e je zn?m? tak? jej? sekvence v genech, na kter?ch je tato tRNA syntetizov?na. Tuto sekvenci lze odvodit na z?klad? pravidel pro specifick? p?rov?n? b?z? stanoven?ch Watsonem a Crickem. V roce 1970 byla syntetizov?na kompletn? dvouvl?knov? molekula DNA s odpov?daj?c? sekvenc? 77 nukleotid? a uk?zalo se, ?e by mohla slou?it jako templ?t pro konstrukci alaninov? transferov? RNA. Jednalo se o prvn? um?le syntetizovan? gen.

transkripce tRNA

K transkripci molekul tRNA doch?z? ze sekvenc?, kter? ji k?duj? v DNA za ??asti enzymu RNA polymer?zy III. P?i transkripci vznik? prim?rn? struktura tRNA ve form? line?rn? molekuly. Tvorba za??n? kompilac? nukleotidov? sekvence RNA polymer?zou v souladu s genem obsahuj?c?m informaci o t?to p?enosov? RNA. Tato sekvence je line?rn? polynukleotidov? ?et?zec, ve kter?m nukleotidy n?sleduj? za sebou. Line?rn? polynukleotidov? ?et?zec je prim?rn? RNA, p?edch?dce tRNA, kter? zahrnuje introny – neinformativn? p?ebyte?n? nukleotidy. Na t?to ?rovni organizace nen? pre-tRNA funk?n?. Pre-tRNA se tvo?? na r?zn?ch m?stech DNA chromozom? a obsahuje nadbytek p?ibli?n? 40 nukleotid? ve srovn?n? se zralou tRNA.

Druh?m krokem je, ?e nov? syntetizovan? prekurzor tRNA podstoup? post-transkrip?n? zr?n? nebo zpracov?n?. B?hem zpracov?n? se odstran? neinformativn? p?ebytky v pre-RNA a vytvo?? se zral? funk?n? molekuly RNA.

Pre-tRNA zpracov?n?

Zpracov?n? za??n? tvorbou intramolekul?rn?ch vod?kov?ch vazeb v transkriptu a molekula tRNA nab?v? tvaru ?ty?l?stku. Toto je sekund?rn? ?rove? organizace tRNA, na kter? molekula tRNA je?t? nen? funk?n?. D?le jsou vy??znuty neinformativn? ??sti pre-RNA, jsou spojeny informativn? ??sti „rozbit?ch gen?“ - sest?ih a modifikace 5" a 3" termin?ln?ch ??st? RNA.

Excize neinformativn?ch ?sek? pre-RNA se prov?d? pomoc? ribonukle?z (exo- a endonukle?z). Po odstran?n? p?ebyte?n?ch nukleotid? jsou b?ze tRNA methylov?ny. Reakce se prov?d? methyltransfer?zami. S-adenosylmethionin p?sob? jako donor methylov?ch skupin. Methylace zabra?uje destrukci tRNA nukle?zami. Nakonec zral? tRNA vznik? p?id?n?m specifick? trojice nukleotid? (akceptorov? konec) - CCA, co? je prov?d?no speci?ln? RNA polymer?zou.

Po dokon?en? zpracov?n? se v sekund?rn? struktu?e op?t vytvo?? dal?? vod?kov? vazby, d?ky nim? se tRNA posouv? na terci?rn? ?rove? organizace a dost?v? podobu tzv. L-formy. V t?to form? se tRNA dost?v? do hyaloplazmy.

Struktura tRNA

Struktura transferov? RNA je zalo?ena na ?et?zci nukleotid?. Av?ak vzhledem k tomu, ?e jak?koli ?et?zec nukleotid? m? kladn? a z?porn? nabit? ??sti, nem??e b?t v bu?ce v rozlo?en?m stavu. Tyto nabit? ??sti, kter? jsou vz?jemn? p?itahov?ny, snadno vytv??ej? vod?kov? vazby podle principu komplementarity. Vod?kov? vazby slo?it? st??ej? vl?kno tRNA a dr?? jej v t?to poloze. V?sledkem je, ?e sekund?rn? struktura t-RNA m? vzhled „jetelov?ho listu“ (obr.), kter? obsahuje ve sv? struktu?e 4 dvouvl?knov? ?seky. Vysok? obsah minoritn?ch nebo modifikovan?ch nukleotid?, zaznamenan?ch v ?et?zci tRNA a neschopn?ch komplement?rn?ch interakc?, tvo?? 5 jedno?et?zcov?ch oblast?.

?e. Sekund?rn? struktura tRNA vznik? jako v?sledek vnitro?et?zcov?ho p?rov?n? komplement?rn?ch nukleotid? jednotliv?ch ?sek? tRNA. Oblasti tRNA, kter? se nepod?lej? na tvorb? vod?kov?ch vazeb mezi nukleotidy, tvo?? smy?ky nebo line?rn? jednotky. V tRNA se rozli?uj? n?sleduj?c? strukturn? oblasti:

1. P?ij?mac? web (konec), skl?daj?c? se ze ?ty? line?rn? uspo??dan?ch nukleotid?, z nich? t?i maj? stejnou sekvenci ve v?ech typech tRNA - CCA. Hydroxylov? 3"-OH adenosinu je voln?. Aminokyselina je na ni nav?z?na karboxylovou skupinou, odtud n?zev t?to oblasti tRNA - akceptor. Aminokyselina tRNA v?zan? na 3"-hydroxylovou skupinu adenosinu je dod?v?na k ribozom?m, kde doch?z? k synt?ze b?lkovin.
2. Antikodonov? smy?ka, obvykle tvo?en? sedmi nukleotidy. Obsahuje triplet nukleotid? specifick?ch pro ka?dou tRNA, naz?van? antikodon. Antikodon tRNA se p?ruje s kodonem mRNA podle principu komplementarity. Interakce kodon-antikodon ur?uj? po?ad? aminokyselin v polypeptidov?m ?et?zci b?hem jeho sestaven? v ribozomech.
3. Pseudouridylov? smy?ka (nebo TPSC smy?ka) sest?vaj?c? ze sedmi nukleotid? a nutn? obsahuj?c? zbytek pseudouridylov? kyseliny. P?edpokl?d? se, ?e pseudouridylov? smy?ka se pod?l? na vazb? tRNA na ribozom.
4. Dihydrouridin nebo D-smy?ka, obvykle sest?vaj?c? z 8-12 nukleotidov?ch zbytk?, mezi nimi? je v?dy n?kolik dihydrouridinov?ch zbytk?. P?edpokl?d? se, ?e D-smy?ka je nezbytn? pro vazbu na aminoacyl-tRNA syntet?zu, kter? se pod?l? na rozpozn?n? jej? tRNA aminokyselinou (viz „Biosynt?za b?lkovin“).
5. P??davn? smy?ka, kter? se li?? velikost? a slo?en?m nukleotid? pro r?zn? tRNA.

Terci?rn? struktura tRNA ji? nem? tvar ?ty?l?stku. D?ky tvorb? vod?kov?ch m?stk? mezi nukleotidy z r?zn?ch ??st? „jetelov?ho listu“ jsou jeho okv?tn? l?stky navinuty na t?lo molekuly a v t?to poloze jsou dr?eny dal??mi van der Waalsov?mi vazbami, p?ipom?naj?c?mi tvar p?smene G resp. L. P??tomnost stabiln? terci?rn? struktury je dal??m znakem t?to -RNA, na rozd?l od dlouh?ch line?rn?ch polynukleotid? m-RNA. Jak p?esn? se r?zn? ??sti sekund?rn? struktury t-RNA oh?baj? b?hem tvorby terci?rn? struktury, m??ete p?esn? pochopit, kdy? se pod?v?te na obr?zek porovn?n?m barev diagram? sekund?rn? a terci?rn? struktury t-RNA.

Transferov? RNA (tRNA) p?en??ej? aminokyseliny z cytoplazmy do ribozom? b?hem synt?zy protein?. Z tabulky s genetick?m k?dem je vid?t, ?e ka?d? aminokyselina je k?dov?na n?kolika nukleotidov?mi sekvencemi, tak?e ka?d? aminokyselina m? svou vlastn? p?enosovou RNA. V d?sledku toho existuje ?irok? ?k?la tRNA: od jednoho do ?esti typ? pro ka?dou z 20 aminokyselin. Typy tRNA, kter? se mohou v?zat na stejnou aminokyselinu, se naz?vaj? isoakceptor (nap??klad alanin m??e b?t p?ipojen k tRNA, jej?? antikodon bude komplement?rn? ke kodon?m GCU, GCC, GCA, GCG). Specifi?nost tRNA je ozna?ena horn?m indexem, nap??klad: tRNA Ala.

Pro proces synt?zy protein? jsou hlavn?mi funk?n?mi ??stmi t-RNA: antikodon - sekvence nukleotid? um?st?n? na antikodonov? smy?ce, komplement?rn? ke kodonu messenger RNA (i-RNA) a akceptorov? ??st - konec t-RNA naproti antikodonu, ke kter?mu je p?ipojena aminokyselina. Sekvence b?z? v antikodonu p??mo z?vis? na typu aminokyseliny p?ipojen? k 3" konci. Nap??klad tRNA, jej?? antikodon m? sekvenci 5"-CCA-3", m??e n?st pouze aminokyselinu tryptofan. M?la by b?t poznamenal, ?e tato z?vislost spo??v? na p?enosu genetick? informace, jej?m? nositelem je t-RNA.

B?hem synt?zy protein? rozpozn? antikodon tRNA t??p?smennou sekvenci genetick?ho k?du (kodon) mRNA a porovn? ji s jedinou odpov?daj?c? aminokyselinou p?ipojenou k druh?mu konci tRNA. Pouze pokud je antikodon komplement?rn? k ?seku mRNA, m??e se na n?j transferov? RNA nav?zat a darovat p?enesenou aminokyselinu k vytvo?en? proteinov?ho ?et?zce. K interakci t-RNA a mRNA doch?z? v ribozomu, kter? je tak? aktivn?m ??astn?kem translace.

K rozpozn?n? jej? aminokyseliny a kodonu i-RNA T-RNA doch?z? ur?it?m zp?sobem:

• Vazba „sv?“ aminokyseliny na tRNA prob?h? pomoc? enzymu – specifick? aminoacyl-tRNA syntet?zy

  Existuje ?irok? ?k?la aminoacyl-tRNA syntet?z v z?vislosti na po?tu tRNA pou??van?ch aminokyselinami. Kr?tce se jim ??k? ARSases. Aminoacyl-tRNA syntet?zy jsou velk? molekuly (molekulov? hmotnost 100 000 - 240 000) s kvart?rn? strukturou. Specificky rozpozn?vaj? tRNA a aminokyseliny a katalyzuj? jejich kombinaci. Tento proces vy?aduje ATP, jeho? energie se vyu??v? k aktivaci aminokyseliny z karboxylov?ho konce a jej?mu p?ipojen? k hydroxylu (3"-OH) akceptorov?ho konce adenosinu (ATC) tRNA. P?edpokl?d? se, ?e v molekule ka?d? aminoacyl-tRNA syntet?zy jsou vazebn? centra alespo? na t?ech vazebn?ch centrech: pro aminokyseliny, isoakceptorov? tRNA a ATP Ve vazebn?ch centrech se vytvo?? kovalentn? vazba, kdy? aminokyselina odpov?d? tRNA, a hydrol?za k takov? vazb? doch?z? v p??pad? jejich neshody (p?ipojen? „?patn?“ aminokyseliny k tRNA).

  APC?zy maj? schopnost selektivn? vyu??vat sortiment tRNA pro ka?dou aminokyselinu b?hem rozpozn?v?n?, tzn. Vedouc?m prvkem rozpozn?v?n? je aminokyselina a jej? vlastn? tRNA se j? p?izp?sobuje. D?le tRNA jednoduchou dif?z? p?enese na ni nav?zanou aminokyselinu do ribozom?, kde se protein sestav? z aminokyselin dod?van?ch ve form? r?zn?ch aminoacyl-tRNA.

  

  Vazba aminokyselin na tRNA

  Vazba tRNA a aminokyseliny prob?h? n?sledovn? (obr.): aminokyselina a molekula ATP jsou p?ipojeny k aminoacyl-tRNA syntet?ze. Pro n?slednou aminoacelaci uvol?uje molekula ATP energii odstran?n?m dvou fosf?tov?ch skupin. Zb?vaj?c? AMP (adenosinmonofosf?t) se nav??e na aminokyselinu a p?iprav? ji na spojen? s akceptorov?m m?stem tRNA – akceptorovou vl?senkou. Syntet?za pak p?ipoj? souvisej?c? tRNA odpov?daj?c? aminokyselin?. V t?to f?zi se kontroluje shoda tRNA syntet?zy. Pokud se shoduje, tRNA se pevn? p?ipoj? k syntet?ze, zm?n? se jej? struktura, co? vede ke spu?t?n? procesu aminoacetylace – p?id?n? aminokyseliny k tRNA.

  Aminoacylace nast?v? v procesu nahrazen? molekuly AMP p?ipojen? k aminokyselin? molekulou tRNA. Po tomto nahrazen? AMP opust? syntet?zu a tRNA se odlo?? na posledn? kontrolu aminokyseliny.

  Kontrola, zda tRNA odpov?d? p?ipojen? aminokyselin?

  Syntet?zov? model pro kontrolu korespondence tRNA s p?ipojenou aminokyselinou p?edpokl?d? p??tomnost dvou aktivn?ch center: syntetick?ho a korek?n?ho. V syntetick?m centru je tRNA p?ipojena k aminokyselin?. Akceptorov? m?sto tRNA zachycen? syntet?zou nejprve kontaktuje syntetick? centrum, kter? ji? obsahuje aminokyselinu p?ipojenou k AMP. Tento kontakt akceptorov?ho m?sta tRNA mu d?v? nep?irozen? ohyb, dokud nen? p?ipojena aminokyselina. Pot?, co je aminokyselina p?ipojena k akceptorov?mu m?stu tRNA, zmiz? pot?eba, aby toto m?sto bylo v syntetick?m centru, tRNA se narovn? a p?esune k n? p?ipojenou aminokyselinu do korek?n?ho centra. Pokud velikost molekuly aminokyseliny p?ipojen? k tRNA neodpov?d? velikosti korek?n?ho centra, aminokyselina je rozpozn?na jako nespr?vn? a je odpojena od tRNA. Syntet?za je p?ipravena na dal?? cyklus. Kdy? se velikost molekuly aminokyseliny p?ipojen? k tRNA shoduje s velikost? korek?n?ho centra, uvoln? se tRNA nabit? aminokyselinou: je p?ipravena hr?t svou roli v translaci proteinu. A syntet?za je p?ipravena p?ipojit nov? aminokyseliny a tRNA a za??t cyklus znovu.

  Kombinace nevhodn? aminokyseliny se syntet?zou se vyskytuje pr?m?rn? v 1 p??pad? z 50 tis?c a s chybnou tRNA pouze jednou ze 100 tis?c spojen?.

• K interakci m-RNA kodonu a t-RNA antikodonu doch?z? podle principu komplementarity a antiparalelismu

  Interakce tRNA s kodonem mRNA podle principu komplementarity a antiparalelnosti znamen?: proto?e v?znam kodonu mRNA je ?ten ve sm?ru 5"->3", pak by se antikodon v tRNA m?l ??st ve sm?ru 3" ->5". V tomto p??pad? jsou prvn? dv? b?ze kodonu a antikodonu p?rov?ny p??sn? komplement?rn?, tj. vznikaj? pouze p?ry A U a G C P?rov?n? t?et?ch b?z? se m??e od tohoto principu odchylovat. Platn? p?ry jsou ur?eny sch?matem:

  Z diagramu vypl?v? n?sleduj?c?.

  • Molekula tRNA se v??e pouze na kodon typu 1, pokud je t?et?m nukleotidem v jej?m antikodonu C nebo A
  • tRNA se v??e na 2 typy kodon?, pokud antikodon kon?? na U nebo G.
  • A kone?n?, tRNA se v??e na 3 typy kodon?, pokud antikodon kon?? na I (inosinov? nukleotid); Tato situace nast?v? zejm?na u alaninov? tRNA.

    Odtud zase vypl?v?, ?e rozpozn?n? 61 sense kodon? v z?sad? vy?aduje ne stejn?, ale men?? po?et r?zn?ch tRNA.

  Ribozom?ln? RNA

  

  Ribozom?ln? RNA jsou z?kladem pro tvorbu ribozom?ln?ch podjednotek. Ribozomy zaji??uj? prostorov? uspo??d?n? mRNA a tRNA p?i synt?ze protein?.

  Ka?d? ribozom se skl?d? z velk? a mal? podjednotky. Podjednotky zahrnuj? velk? mno?stv? protein? a ribozom?ln?ch RNA, kter? nepodl?haj? translaci. Ribozomy, stejn? jako ribozom?ln? RNA, se li?? sv?m sedimenta?n?m koeficientem, m??en?m ve Svedbergov?ch jednotk?ch (S). Tento koeficient z?vis? na rychlosti sedimentace podjednotek b?hem centrifugace v nasycen?m vodn?m m?diu.

  Ka?d? eukaryotick? ribozom m? sedimenta?n? koeficient 80S a b??n? se ozna?uje jako ??stice 80S. To zahrnuje

  • mal? podjednotka (40S) obsahuj?c? ribozom?ln? RNA se sedimenta?n?m koeficientem 18S rRNA a 30 molekul r?zn?ch protein?,
  • velkou podjednotku (60S), kter? zahrnuje 3 r?zn? molekuly rRNA (jednu dlouhou a dv? kr?tk? - 5S, 5,8S a 28S), stejn? jako 45 molekul protein?.

    Podjednotky tvo?? „kostru“ ribozomu, z nich? ka?d? je obklopena sv?mi vlastn?mi proteiny. Sedimenta?n? koeficient kompletn?ho ribozomu se neshoduje se sou?tem koeficient? jeho dvou podjednotek, co? souvis? s prostorovou konfigurac? molekuly.

  Struktura ribozom? u prokaryot a eukaryot je p?ibli?n? stejn?. Li?? se pouze molekulovou hmotnost?. Bakteri?ln? ribozom m? sedimenta?n? koeficient 70S a je ozna?en jako ??stice 70S, co? ukazuje na ni??? rychlost sedimentace; obsahuje

  • mal? (30S) podjednotka - 16S rRNA + proteiny
  • velk? podjednotka (50S) - 23S rRNA + 5S rRNA + proteiny velk? podjednotky (obr.)

  V rRNA je mezi dus?kat?mi b?zemi obsah guaninu a cytosinu vy??? ne? obvykle. Men?? nukleosidy jsou tak? nalezeny, ale ne tak ?asto jako v tRNA: p?ibli?n? 1 %. Jedn? se p?edev??m o nukleosidy methylovan? na rib?ze. Sekund?rn? struktura rRNA m? mnoho dvouvl?knov?ch oblast? a smy?ek (obr.). Toto je struktura molekul RNA vytvo?en? ve dvou po sob? jdouc?ch procesech – transkripci DNA a zr?n? (zpracov?n?) RNA.

  Transkripce rRNA ze zpracov?n? DNA a rRNA

  Pre-rRNA se tvo?? v jad?rku, kde se nach?zej? transkripty rRNA. K transkripci rRNA z DNA doch?z? pomoc? dvou dal??ch RNA polymer?z. RNA polymer?za I p?episuje 5S, 5,8S a 28S jako jeden dlouh? 45S transkript, kter? je n?sledn? rozd?len na pot?ebn? ??sti. To zaji??uje stejn? po?et molekul. V lidsk?m t?le obsahuje ka?d? haploidn? genom p?ibli?n? 250 kopi? sekvence DNA k?duj?c? transkript 45S. Jsou um?st?ny v p?ti seskupen?ch tandemov?ch repetic?ch (tj. v p?rech jedna za druhou) na kr?tk?ch ramenech chromozom? 13, 14, 15, 21 a 22. Tyto oblasti jsou zn?m? jako nukleol?rn? organiz?tory, proto?e jejich transkripce a n?sledn? zpracov?n? 45S transkript se vyskytuje v jad?rku.

  V nejm?n? t?ech shluc?ch chromozomu 1 je 2000 kopi? genu 5S-rRNA. K jejich transkripci doch?z? v p??tomnosti RNA polymer?zy III mimo jad?rko.

  B?hem zpracov?n? z?stane o n?co v?ce ne? polovina pre-rRNA a zral? rRNA se uvoln?. N?kter? nukleotidy rRNA proch?zej? modifikac?, kter? spo??v? v methylaci b?ze. Reakce se prov?d? methyltransfer?zami. S-adenosylmethionin p?sob? jako donor methylov?ch skupin. Zral? rRNA se v j?d?e spojuj? s ribozom?ln?mi proteiny p?ich?zej?c?mi sem z cytoplazmy a tvo?? mal? a velk? ribozom?ln? sub??stice. Zral? rRNA jsou transportov?ny z j?dra do cytoplazmy v komplexu s proteinem, kter? je nav?c chr?n? p?ed destrukc? a usnad?uje transport.

  Ribozom?ln? centra

  Ribozomy se v?razn? li?? od ostatn?ch bun??n?ch organel. V cytoplazm? se nach?zej? ve dvou stavech: neaktivn?, kdy jsou velk? a mal? podjednotka od sebe odd?leny, a v aktivn? – p?i v?konu sv? funkce – synt?ze protein?, kdy jsou podjednotky vz?jemn? spojeny.

  Proces spojov?n? ribozom?ln?ch podjednotek nebo sestaven? aktivn?ho ribozomu se naz?v? iniciace translace. Toto sestaven? prob?h? p??sn? uspo??dan?m zp?sobem, kter? je zaji?t?n funk?n?mi centry ribozom?. V?echna tato centra jsou um?st?na na kontaktn?ch ploch?ch obou ribozom?ln?ch podjednotek. Tyto zahrnuj?:

  1. vazebn? m?sto mRNA (M centrum). Je tvo?ena ?sekem 18S rRNA, kter? je komplement?rn? o 5-9 nukleotid? k 5" nep?elo?en?mu fragmentu mRNA
  2. Peptidylov? centrum (P-centrum). Na za??tku transla?n?ho procesu se na n?j nav??e inicia?n? aa-tRNA. U eukaryot inicia?n? kodon v?ech mRNA v?dy k?duje methionin, tak?e inicia?n? aa-tRNA je jedna ze dvou methioninov?ch aa-tRNA, ozna?en?ch doln?m indexem i: Met-tRNA i Met. V n?sleduj?c?ch f?z?ch translace obsahuje P-centrum peptidyl-tRNA, kter? obsahuje ji? syntetizovanou ??st peptidov?ho ?et?zce.

     N?kdy se tak? mluv? o E-centru (od „exit“ - exit), kde se tRNA, kter? ztratila spojen? s peptidylem, pohybuje p?ed opu?t?n?m ribozomu. Toto centrum v?ak lze pova?ovat za ned?lnou sou??st P-centra.

  3. Aminokyselinov? centrum (A-centrum) je vazebn?m m?stem pro dal?? aa-tRNA.
  4. Peptidyltransfer?zov? centrum (PTF centrum) - katalyzuje p?enos peptidylu z peptidyl-tRNA na dal?? aa-tRNA p?ich?zej?c? do A centra. V tomto p??pad? se vytvo?? dal?? peptidov? vazba a peptidyl se prodlou?? o jednu aminokyselinu.

  Jak v centru aminokyseliny, tak v centru peptidylu, antikodonov? smy?ka odpov?daj?c? tRNA (aa-tRNA nebo peptidyl-tRNA) zjevn? sm??uje k M-centru, vazebn?mu centru messenger RNA (interaguj?c?m s mRNA) a akceptorov? smy?ce. s aminoacylov?m nebo peptidylov?m PTF centrem.

  Rozlo?en? center mezi podjednotky

  Distribuce center mezi ribozom?ln?mi podjednotkami prob?h? n?sledovn?:

  • Mal? podjednotka. Proto?e obsahuje 18S rRNA, na jej?? oblast se mRNA v??e, nach?z? se na t?to podjednotce M centrum. Krom? toho se zde nach?z? hlavn? ??st A-centra a mal? ??st P-centra.
  • Velk? podjednotka. Zb?vaj?c? ??sti P- a A-center jsou um?st?ny na jeho sty?n? plo?e. V p??pad? P-centra je to jeho hlavn? ??st a v p??pad? A-centra je to m?sto vazby akceptorov? smy?ky aa-tRNA s radik?lem aminokyseliny (aminoacyl); zbytek a v?t?ina aa-tRNA se v??e na malou podjednotku. Velk? podjednotka tak? pat?? do centra PTF.
  V?echny tyto okolnosti ur?uj? po?ad? sestavov?n? ribozom? ve f?zi iniciace translace.

  Iniciace ribozomu (p??prava ribozomu na synt?zu b?lkovin)

  Synt?za b?lkovin, neboli samotn? translace, se obvykle d?l? do t?? f?z?: iniciace (za??tek), elongace (prodlou?en? polypeptidov?ho ?et?zce) a terminace (konec). B?hem inicia?n? f?ze je ribozom p?ipraven k pr?ci: jeho podjednotky jsou spojeny. U bakteri?ln?ch a eukaryotick?ch ribozom? prob?h? spojen? podjednotek a za??tek translace odli?n?.

  Spu?t?n? vys?l?n? je nejpomalej?? proces. Krom? ribozom?ln?ch podjednotek se na n?m pod?l? mRNA a tRNA, GTP a t?i proteinov? inicia?n? faktory (IF-1, IF-2 a IF-3), kter? nejsou integr?ln?mi slo?kami ribozomu. Inicia?n? faktory usnad?uj? vazbu mRNA na malou podjednotku a GTP. GTP d?ky hydrol?ze poskytuje energii pro proces uzav?r?n? ribozom?ln?ch podjednotek.

  

  1. Iniciace za??n? vazbou mal? podjednotky (40S) na inicia?n? faktor IF-3, co? zabra?uje p?ed?asn? vazb? velk? podjednotky a umo??uje mRNA, aby se na ni nav?zala.
  2. D?le je mRNA (se svou 5" nep?elo?enou oblast?) p?ipojena ke komplexu "mal? podjednotka (40S) + IF-3". V tomto p??pad? se inicia?n? kodon (AUG) objev? na ?rovni peptidylov?ho centra budoucnosti ribozom.
  3. D?le jsou do komplexu „mal? podjednotka + IF-3 + mRNA“ p?id?ny dal?? dva inicia?n? faktory: IF-1 a IF-2, p?i?em? IF-2 s sebou nese speci?ln? p?enosovou RNA, kter? se naz?v? inicia?n? aa-tRNA. Sou??st? komplexu je tak? GTP.

     Mal? podjednotka se spoj? s mRNA a p?edlo?? dva kodony pro ?ten?. Na prvn?m z nich protein IF-2 fixuje inici?tor aa-tRNA. Druh? kodon uzav?r? protein IF-1, kter? jej blokuje a zabra?uje spojen? dal?? tRNA, dokud nen? ribozom zcela sestaven.

  4. Po nav?z?n? inicia?n? aa-tRNA, tj. Met-tRNA i Met, doch?z? v d?sledku komplement?rn? interakce s mRNA (inicia?n? kodon AUG) a jej? instalaci na jej? m?sto v P-centru k vazb? ribozom?ln?ch podjednotek. GTP se hydrolyzuje na GDP a anorganick? fosf?t a energie uvoln?n? p?i p?eru?en? t?to vysokoenergetick? vazby vytv??? termodynamick? stimul, aby proces pokra?oval po?adovan?m sm?rem. Ve stejnou dobu opou?t?j? ribozom inicia?n? faktory.

  Ze ?ty? hlavn?ch slo?ek se tak tvo?? jak?si „sendvi?“. V tomto p??pad? se inicia?n? kodon mRNA (AUG) a souvisej?c? inicia?n? aa-tRNA objev? v P-centru sestaven?ho ribozomu. Ten hraje roli peptidyl-tRNA b?hem tvorby prvn? peptidov? vazby.

  

  RNA transkripty syntetizovan? RNA polymer?zou obvykle proch?zej? dal??mi enzymatick?mi p?em?nami, naz?van?mi post-transkrip?n? zpracov?n?, a teprve pot? z?sk?vaj? svou funk?n? aktivitu. Transkripty nezral? messenger RNA se naz?vaj? heterogenn? jadern? RNA (hnRNA). Skl?daj? se ze sm?si velmi dlouh?ch molekul RNA obsahuj?c?ch introny a exony. Zr?n? (zpracov?n?) hnRNA v eukaryotech zahrnuje n?kolik f?z?, z nich? jedna zahrnuje odstran?n? intron? – nep?elo?en?ch inzer?n?ch sekvenc? – a slou?en? exon?. Proces prob?h? tak, ?e za sebou n?sleduj?c? exony, tedy k?duj?c? fragmenty mRNA, nejsou nikdy fyzicky odd?leny. Exony jsou spolu velmi p?esn? spojeny pomoc? molekul naz?van?ch mal? jadern? RNA (snRNA). Funkce t?chto kr?tk?ch jadern?ch RNA, sest?vaj?c?ch z p?ibli?n? sta nukleotid?, z?st?vala dlouho nejasn?. Bylo zji?t?no pot?, co bylo zji?t?no, ?e jejich nukleotidov? sekvence je komplement?rn? k sekvenc?m na konc?ch ka?d?ho z intron?. V d?sledku p?rov?n? b?z? obsa?en?ch v snRNA a na konc?ch slo?en?ho intronu se sekvence dvou exon? p?ibl??? k sob? takov?m zp?sobem, ?e je mo?n? odstranit intron, kter? je odd?luje, a enzymatick? spojen? (splicing) intronu. k?duj?c? fragmenty (exony). Molekuly snRNA tedy hraj? roli do?asn?ch templ?t?, kter? dr?? konce dvou exon? bl?zko u sebe, aby do?lo ke sest?ihu na spr?vn?m m?st? (obr.).

  P?em?na hnRNA na mRNA odstran?n?m intron? nast?v? v jadern?m RNA-proteinov?m komplexu zvan?m splicesome. Ka?d? splicesom m? j?dro sest?vaj?c? ze t?? mal?ch (n?zkomolekul?rn?ch) jadern?ch ribonukleoprotein? neboli snurp?. Ka?d? snurp obsahuje alespo? jednu malou jadernou RNA a n?kolik protein?. Existuje n?kolik stovek r?zn?ch mal?ch jadern?ch RNA, transkribovan?ch hlavn? RNA polymer?zou II. P?edpokl?d? se, ?e jejich hlavn? funkc? je rozpozn?n? specifick?ch ribonukleov?ch sekvenc? prost?ednictv?m p?rov?n? b?z? typu RNA-RNA. Ul, U2, U4/U6 a U5 jsou nejd?le?it?j?? pro zpracov?n? hnRNA.

  Mitochondri?ln? RNA

  Mitochondri?ln? DNA je kontinu?ln? smy?ka a k?duje 13 polypeptid?, 22 tRNA a 2 rRNA (16S a 23S). V?t?ina gen? je um?st?na na jednom (t??k?m) ?et?zci, ale ur?it? po?et z nich je tak? um?st?n na lehk?m ?et?zci, kter? je k n?mu komplement?rn?. V tomto p??pad? jsou oba ?et?zce transkribov?ny jako kontinu?ln? transkripty pomoc? mitochondri?ln? specifick? RNA polymer?zy. Tento enzym je k?dov?n jadern?m genem. Dlouh? molekuly RNA jsou pak ?t?peny na 37 samostatn?ch druh? a mRNA, rRNA a tRNA spole?n? p?ekl?daj? 13 mRNA. Velk? mno?stv? dal??ch protein?, kter? vstupuj? do mitochondri? z cytoplazmy, se p?ekl?d? z jadern?ch gen?. Pacienti se syst?mov?m lupus erythematodes maj? protil?tky proti snurp protein?m jejich vlastn?ho t?la. Krom? toho se p?edpokl?d?, ?e ur?it? soubor mal?ch jadern?ch gen? RNA chromozomu 15q hraje d?le?itou roli v patogenezi Prader-Williho syndromu (d?di?n? kombinace ment?ln? retardace, mal?ho vzr?stu, obezity a svalov? hypotonie).

  
  

P?enos RNA, struktura a funk?n? mechanismus.

Transferov? RNA (tRNA) hraje d?le?itou roli v procesu vyu?it? d?di?n? informace bu?kou. T?m, ?e tRNA dod?v? pot?ebn? aminokyseliny do m?sta sestaven? peptidov?ch ?et?zc?, p?sob? jako transla?n? prost?edn?k.

Molekuly tRNA jsou polynukleotidov? ?et?zce syntetizovan? ze specifick?ch sekvenc? DNA. Skl?daj? se z relativn? mal?ho po?tu nukleotid? -75-95. V d?sledku komplement?rn?ho spojen? b?z?, kter? se nach?zej? v r?zn?ch ??stech polynukleotidov?ho ?et?zce tRNA, z?sk?v? strukturu p?ipom?naj?c? tvarem jetelov? list (obr. 3.26).

R??e. 3.26. Struktura typick? molekuly tRNA.

M? ?ty?i hlavn? ??sti, kter? pln? r?zn? funkce. P?ij?ma?„Kmen“ je tvo?en dv?ma komplement?rn? spojen?mi koncov?mi ??stmi tRNA. Skl?d? se ze sedmi p?r? b?z?. 3" konec tohoto stonku je o n?co del?? a tvo?? jednovl?knovou oblast, kter? kon?? sekvenc? CCA s volnou OH skupinou. K tomuto konci je p?ipojena transportovan? aminokyselina. Zb?vaj?c? t?i v?tve jsou komplement?rn? p?rov? nukleotidov? sekvence, kter? kon?? v nep?rov?ch oblastech, kter? tvo?? smy?ky St?edn? z t?chto v?tv? - antikodon - se skl?d? z p?ti p?r? nukleotid? a obsahuje antikodon ve st?edu sv? smy?ky. Antikodon jsou t?i nukleotidy komplement?rn? ke kodonu mRNA, kter? k?duje transportovanou aminokyselinu touto tRNA do m?sta synt?zy peptidu.

Mezi akceptorovou a antikodonovou v?tv? jsou dv? bo?n? v?tve. Ve sv?ch smy?k?ch obsahuj? modifikovan? b?ze - dihydrouridin (D-smy?ka) a triplet TpsC, kde \y je pseudouridin (T^C-smy?ka).

Mezi aitikodonem a v?tvemi T^C je dal?? smy?ka, zahrnuj?c? 3-5 a? 13-21 nukleotid?.

Obecn? se r?zn? typy tRNA vyzna?uj? ur?itou st?lost? nukleotidov? sekvence, kter? se nej?ast?ji skl?d? ze 76 nukleotid?. Kol?s?n? jejich po?tu je zp?sobeno hlavn? zm?nami v po?tu nukleotid? v dodate?n? smy?ce. Komplement?rn? oblasti, kter? podporuj? strukturu tRNA, jsou obvykle konzervovan?. Prim?rn? struktura tRNA, ur?en? nukleotidovou sekvenc?, tvo?? sekund?rn? strukturu tRNA, kter? m? tvar jetelov?ho listu. Sekund?rn? struktura zase ur?uje trojrozm?rnou terci?rn? strukturu, kter? se vyzna?uje tvorbou dvou na sebe kolmo um?st?n?ch dvou?roubovic (obr. 3.27). Jednu z nich tvo?? akceptorov? a TpsC v?tve, druhou antikodon a D v?tve.

Transportovan? aminokyselina se nach?z? na konci jednoho z dvojit?ch ?roubovic a antikodon je um?st?n na konci druh?ho. Tyto oblasti jsou um?st?ny co nejd?le od sebe. Stabilita terci?rn? struktury tRNA je zachov?na d?ky v?skytu dal??ch vod?kov?ch vazeb mezi b?zemi polynukleotidov?ho ?et?zce, um?st?n?mi v jeho r?zn?ch ??stech, ale prostorov? bl?zk?mi v terci?rn? struktu?e.

R?zn? typy tRNA maj? podobn? terci?rn? struktury, i kdy? s ur?it?mi odchylkami.

R??e. 3.27. Prostorov? organizace tRNA:

I - sekund?rn? struktura tRNA ve form? „jetelov?ho l?stku“, ur?en? jej? prim?rn? strukturou (sekvence nukleotid? v ?et?zci);

II - dvourozm?rn? projekce terci?rn? struktury tRNA;

III - sch?ma uspo??d?n? molekuly tRNA v prostoru

DODATEK (pokud tomu n?kdo nerozum?)

Bleskov? zuby - nukleotidy (Adenin-Thymin/Uracil/, Guanin-Cytazin). V?echny blesky jsou DNA.

Pro p?enos informac? z DNA je t?eba p?eru?it 2 vl?kna. Vazba mezi A-T a G-C je vod?k, proto ji snadno rozbije enzym Helik?za:

Aby se zabr?nilo tvorb? uzl? (jako p??klad jsem zkroutil ru?n?k):

Aby se zabr?nilo kroucen? ?et?zce, je jeden ?et?zec DNA v po??tku replikace p?eru?en topoizomer?zou.

Kdy? je jeden z?vit voln?, druh? se m??e snadno ot??et kolem sv? osy, ??m? se uvol?uje nap?t? b?hem „odv?jen?“. Objev? se uzly, ?et?? se energie.

Pot? je zapot?eb? RNA primer pro zah?jen? sestavov?n? RNA. Protein, kter? sestavuje mRNA, nem??e jednodu?e sestavit prvn? nukleotid, pot?ebuje ke spu?t?n? kousek RNA (je to tam podrobn? naps?no, nap??u to pozd?ji). Tento kus se naz?v? primer RNA. A tento protein k n?mu ji? p?ipojuje prvn? nukleotid.

Cytoplazma bun?k obsahuje t?i hlavn? funk?n? typy RNA:

• messenger RNA (mRNA), kter? p?sob? jako templ?ty pro synt?zu protein?;
• ribozom?ln? RNA (rRNA), kter? p?sob? jako struktur?ln? slo?ky ribozom?;
• p?en??ej? RNA (tRNA) pod?lej?c? se na translaci (translaci) informace mRNA do aminokyselinov? sekvence molekuly proteinu.

Jadern? RNA se nach?z? v bun??n?m j?d?e a p?edstavuje 4 a? 10 % celkov? bun??n? RNA. P?ev??nou ??st jadern? RNA p?edstavuj? vysokomolekul?rn? prekurzory ribozom?ln? a transferov? RNA. Prekurzory vysokomolekul?rn?ch rRNA (28 S, 18 S a 5 S RNA) jsou lokalizov?ny hlavn? v jad?rku.

RNA je z?kladn? genetick? materi?l u n?kter?ch ?ivo?i?n?ch a rostlinn?ch vir? (genomov? RNA). V?t?ina RNA vir? je charakterizov?na reverzn? transkripc? jejich RNA genomu, ??zenou reverzn? transkript?zou.

V?echny ribonukleov? kyseliny jsou ribonukleotidov? polymery, spojeny jako v molekule DNA 3",5"-fosforodiesterov?mi vazbami. Na rozd?l od DNA, kter? m? dvouvl?knovou strukturu, RNA ano jedno?et?zcov? line?rn? polymern? molekuly.

Struktura mRNA. mRNA je nejv?ce heterogenn? t??da RNA z hlediska velikosti a stability. Obsah mRNA v bu?k?ch je 2-6 % z celkov?ho mno?stv? RNA. mRNA se skl?daj? z ??st? naz?van?ch cistrony, kter? ur?uj? sekvenci aminokyselin v proteinech, kter? k?duj?.

Struktura tRNA . Transferov? RNA p?sob? jako prost?edn?ci (adapt?ry) p?i translaci mRNA. Tvo?? p?ibli?n? 15 % celkov? bun??n? RNA. Ka?d? z 20 proteinogenn?ch aminokyselin m? svou vlastn? tRNA. Pro n?kter? aminokyseliny k?dovan? dv?ma nebo v?ce kodony existuje n?kolik tRNA. tRNA jsou relativn? mal? jednovl?knov? molekuly sest?vaj?c? ze 70-93 nukleotid?. Jejich molekulov? hmotnost je (2,4-3,1).104 kDa.

Sekund?rn? struktura tRNA vznik? v d?sledku tvorby maxim?ln?ho po?tu vod?kov?ch vazeb mezi intramolekul?rn?mi komplement?rn?mi p?ry dus?kat?ch b?z?. V d?sledku tvorby t?chto vazeb se polynukleotidov? ?et?zec tRNA zkrout? a vytvo?? spir?lov? v?tve kon??c? smy?kami nep?rov?ch nukleotid?. Prostorov? reprezentace sekund?rn?ch struktur v?ech tRNA m? tvar jetelov? list.

V „jetelov?m listu“ jsou ?ty?i po?adovan? v?tve, del?? tRNA tak? obsahuj? kr?tk? p?t? (dal??) v?tev. Adapt?rovou funkci tRNA zaji??uje akceptorov? v?tev, na jej?? 3" konec je esterovou vazbou p?ipojen zbytek aminokyseliny, a antikodonov? v?tev protilehl? akceptorov? v?tvi, na jej?m? vrcholu je smy?ka obsahuj?c? antikodon Antikodon je specifick? triplet nukleotid?, kter? je komplement?rn? v antiparaleln?m sm?ru ke kodonu mRNA, k?duj?c? odpov?daj?c? aminokyselinu.

T-v?tev, nesouc? pseudouridinovou smy?ku (TyC-loop), zaji??uje interakci tRNA s ribozomy.

D-v?tev nesouc? dehydrouridinovou smy?ku zaji??uje interakci tRNA s odpov?daj?c? aminoacyl-tRNA syntet?zou.

Sekund?rn? struktura tRNA

Funkce p?t? dal?? v?tve byly dosud m?lo prozkoum?ny, s nejv?t?? pravd?podobnost? vyrovn?v? d?lku r?zn?ch molekul tRNA.

Terci?rn? struktura tRNA velmi kompaktn? a vznik? spojen?m jednotliv?ch v?tv? jetelov?ho listu prost?ednictv?m dal??ch vod?kov?ch vazeb za vzniku struktury ve tvaru L "ohyb lokte". V tomto p??pad? je akceptorov? rameno, kter? v??e aminokyselinu, um?st?no na jednom konci molekuly a antikodon na druh?m.

Terci?rn? struktura tRNA (podle A.S. Spirin)

Struktura rRNA a ribozom? . Ribozom?ln? RNA tvo?? skelet, na kter? se v??ou specifick? proteiny za vzniku ribozom?. Ribozomy- Jedn? se o nukleoproteinov? organely, kter? zaji??uj? synt?zu protein? na mRNA. Po?et ribozom? v bu?ce je velmi velk?: od 104 u prokaryot po 106 u eukaryot. Ribozomy jsou lokalizov?ny p?edev??m v cytoplazm?, u eukaryot nav?c v jad?rku, v mitochondri?ln? matrix a stromatu chloroplast?. Ribozomy se skl?daj? ze dvou podjednotek: velk? a mal?. Na z?klad? velikosti a molekulov? hmotnosti jsou v?echny studovan? ribozomy rozd?leny do 3 skupin - 70S ribozomy prokaryot (S-sedimenta?n? koeficient), skl?daj?c? se z mal?ch 30S a velk?ch 50S sub??stic; 80S ribozomy eukaryot, skl?daj?c? se z 40S mal?ch a 60S velk?ch podjednotek.

Mal? pod??stice Ribozom 80S je tvo?en jednou molekulou rRNA (18S) a 33 molekulami r?zn?ch protein?. Velk? pod??stice tvo?en? t?emi molekulami rRNA (5S, 5,8S a 28S) a p?ibli?n? 50 proteiny.

Sekund?rn? struktura rRNA vznik? d?ky kr?tk?m dvouvl?knov?m ?sek?m molekuly - vl?senk?m (asi 2/3 rRNA), zastoupena je 1/3 jednovl?knov? sekce bohat? na purinov? nukleotidy.

Aminoacyl-tRNA syntet?za (ARCase) je enzym syntet?zy, kter? katalyzuje tvorbu aminoacyl-tRNA p?i esterifika?n? reakci specifick? aminokyseliny s jej? odpov?daj?c? molekulou tRNA. Ka?d? aminokyselina m? svou vlastn? aminoacyl-tRNA syntet?zu. ARS?zy zaji??uj? shodu s nukleotidov?mi triplety genetick?ho k?du (tRNA antikodon) aminokyselin zabudovan?ch v proteinu a zaji??uj? tak spr?vnost n?sledn?ho ?ten? genetick? informace z mRNA p?i synt?ze protein? na ribozomech. V?t?ina APC?z se skl?d? z 1, 2 nebo 4 identick?ch polypeptidov?ch ?et?zc?. Molekulov? hmotnost polypeptidov?ch ?et?zc? je 30-140 tis?c Mnoho APC?z obsahuje dv? aktivn? centra. Jedn? se o 3 pozemky. Prvn? oblast nem? specificitu, je stejn? pro v?echny enzymy, je to m?sto p?ipojen? ATP; Druh? oblast m? striktn? specifi?nost; je zde p?ipojena ur?it? AK, proto se naz?v? nap??klad ARS?za, pokud v??e methionin, naz?v? se methionyl-tRNA syntet?za. T?et? oblast je tak? p??sn? specifick? oblast a m??e se v?zat pouze na specifickou tRNA. Enzym je tedy nezbytn? pro rozpozn?v?n? aminokyselin a tRNA.

Specifi?nost reakc? katalyzovan?ch APC?zami je velmi vysok?, co? ur?uje p?esnost synt?zy protein? v ?iv? bu?ce. Pokud A. provede chybnou aminoacylaci tRNA s aminokyselinou podobnou strukturou, dojde ke korekci prost?ednictv?m hydrol?zy chybn?ch AA-tRNA katalyzovan?ch stejnou APC?zou na AA a tRNA. Cytoplazma obsahuje ?plnou sadu APC?z, chloroplasty a mitochondrie maj? sv? vlastn? APC?zy.

P?eneste RNA. Struktura, funkce. Struktura ribozom?.

V?echny tRNA maj? spole?n? rysy jak ve sv? prim?rn? struktu?e, tak ve zp?sobu, jak?m je polynukleotidov? ?et?zec slo?en do sekund?rn? struktury v d?sledku interakc? mezi b?zemi nukleotidov?ch zbytk?.

Prim?rn? struktura tRNA

tRNA jsou relativn? mal? molekuly, d?lka jejich ?et?zc? se pohybuje od 74 do 95 nukleotidov?ch zbytk?. V?echny tRNA maj? stejn? 3" konec, vytvo?en? ze dvou cytosinov?ch zbytk? a jednoho adenosinov?ho zbytku (CCA konec). Je to 3" termin?ln? adenosin, kter? se v??e na aminokyselinov? zbytek b?hem tvorby aminoacyl-tRNA. Konec CCA je p?ipojen k mnoha tRNA speci?ln?m enzymem. Nukleotidov? triplet komplement?rn? ke kodonu pro aminokyselinu (antikodon) se nach?z? p?ibli?n? uprost?ed ?et?zce tRNA. V ur?it?ch poloh?ch sekvence obsahuj? t?m?? v?echny typy tRNA stejn? (konzervovan?) nukleotidov? zbytky. N?kter? pozice mohou obsahovat bu? pouze purinov? nebo pouze pyrimidinov? b?ze (naz?vaj? se semikonzervativn? zbytky).

V?echny molekuly tRNA se vyzna?uj? p??tomnost? velk?ho po?tu (a? 25 % v?ech zbytk?) r?zn?ch modifikovan?ch nukleosid?, ?asto naz?van?ch minoritn?. Vznikaj? na r?zn?ch m?stech molekul, v mnoha p??padech dob?e definovan?ch, jako v?sledek modifikace b??n?ch nukleosidov?ch zbytk? speci?ln?mi enzymy.

Sekund?rn? struktura tRNA

ke skl?d?n? ?et?zu do sekund?rn? struktury doch?z? d?ky vz?jemn? komplementarit? ?et?zov?ch ?sek?. T?i fragmenty ?et?zce se po slo?en? na sebe stanou komplement?rn?mi a vytvo?? struktury podobn? vl?senk?m. Nav?c je 5" konec komplement?rn? k oblasti bl?zko 3" konce ?et?zu s jejich antiparaleln?m uspo??d?n?m; tvo?? tzv. akceptorov? kmen. V?sledkem je struktura charakterizovan? p??tomnost? ?ty? stonk? a t?? smy?ek, kter? se naz?v? „jetelov? list“. Stonek a smy?ka tvo?? v?tev. Ve spodn? ??sti je antikodonov? v?tev, kter? obsahuje antikodonov? triplet jako sou??st sv? smy?ky. Vlevo a vpravo od toho jsou v?tve D a T, v tomto po?ad? pojmenovan? podle p??tomnosti neobvykl?ch konzervovan?ch nukleosid? dihydrouridinu (D) a thymidinu (T) v jejich smy?k?ch. Nukleotidov? sekvence v?ech studovan?ch tRNA mohou b?t slo?eny do podobn?ch struktur. Krom? t?? jetelov?ch smy?ek m? tRNA tak? dal?? nebo variabiln? smy?ku (V-smy?ku). Jeho velikosti se mezi r?zn?mi tRNA v?razn? li??, pohybuj? se od 4 do 21 nukleotid? a podle nejnov?j??ch ?daj? a? do 24 nukleotid?.

Prostorov? (terci?rn?) struktura tRNA

Interakc? prvk? sekund?rn? struktury vznik? terci?rn? struktura, kter? se pro podobnost s latinsk?m p?smenem L naz?v? L-forma (obr. 2 a 3). Stohov?n?m b?z? tvo?? akceptorov? kmen a jetelov? T kmen jednu souvislou dvou?roubovici a dal?? dva stonky, antikodon a D, tvo?? dal?? souvislou dvou?roubovici. V tomto p??pad? jsou D- a T-smy?ky p?ibl??eny k sob? a jsou spojeny dohromady vytvo?en?m dal??ch, ?asto neobvykl?ch, p?r? b?z?. Na tvorb? t?chto p?r? se zpravidla pod?lej? konzervativn? nebo semikonzervativn? zbytky. Podobn? terci?rn? interakce dr?? pohromad? n?kter? dal?? ??sti L-struktury

Hlavn?m ??elem transferov? RNA (tRNA) je dopravit aktivovan? aminokyselinov? zbytky do ribozomu a zajistit jejich za?azen? do syntetizovan?ho proteinov?ho ?et?zce v souladu s programem zapsan?m genetick?m k?dem v matrici, neboli informac?, RNA (mRNA).

Struktura ribozom?.

Ribozomy jsou ribonukleoproteinov? formace - druh „tov?rny“, ve kter? se aminokyseliny skl?daj? do protein?. Eukaryotick? ribozomy maj? sedimenta?n? konstantu 80S a skl?daj? se z podjednotek 40S (mal?) a 60S (velk?). Ka?d? podjednotka obsahuje rRNA a proteiny.

Proteiny jsou sou??st? ribozom?ln?ch podjednotek v jedn? kopii a pln? struktur?ln? funkci, zaji??uj? interakci mezi mRNA a tRNA spojenou s aminokyselinou nebo peptidem.

V p??tomnosti mRNA se podjednotky 40S a 60S spoj? a vytvo?? kompletn? ribozom, kter? v??? p?ibli?n? 650kr?t v?t?? ne? hmotnost molekuly hemoglobinu.

Z?ejm? rRNA ur?uje z?kladn? strukturn? a funk?n? vlastnosti ribozom?, zejm?na zaji??uje integritu ribozom?ln?ch podjednotek, ur?uje jejich tvar a ?adu strukturn?ch znak?.

Ke spojen? velk?ch a mal?ch podjednotek doch?z? v p??tomnosti messenger RNA (mRNA). Jedna molekula mRNA obvykle spojuje n?kolik ribozom? dohromady jako ?et?zec kuli?ek. Tato struktura se naz?v? polysom. Polysomy jsou voln? um?st?ny v hlavn? l?tce cytoplazmy nebo p?ipojeny k membr?n?m hrub?ho cytoplazmatick?ho retikula. V obou p??padech slou?? jako m?sto aktivn? synt?zy protein?.

Stejn? jako endoplazmatick? retikulum byly ribozomy objeveny pouze pomoc? elektronov?ho mikroskopu. Ribozomy jsou nejmen?? z bun??n?ch organel.

Ribozom m? 2 centra pro p?ipojen? molekul tRNA: aminoacylov? (A) a peptidylov? (P) centra, na jejich? tvorb? se ob? podjednotky pod?lej?. Spole?n? centra A a P zahrnuj? oblast mRNA rovnaj?c? se 2 kodon?m. P?i translaci se centrum A v??e na aa-tRNA, jej?? struktura je ur?ena kodonem um?st?n?m v oblasti tohoto centra. Struktura tohoto kodonu k?duje povahu aminokyseliny, kter? bude zahrnuta do rostouc?ho polypeptidov?ho ?et?zce. P centrum je obsazeno peptidyl-tRNA, tzn. tRNA nav?zan? na peptidov? ?et?zec, kter? ji? byl syntetizov?n.

U eukaryot existuj? dva typy ribozom?: „voln?“, kter? se nach?zej? v cytoplazm? bun?k, a ribozomy spojen? s endoplazmatick?m retikulem (ER). Ribozomy spojen? s ER jsou zodpov?dn? za synt?zu protein? „na export“, kter? se uvol?uj? do krevn? plazmy a pod?lej? se na obnov? protein? ER, membr?ny Golgiho apar?tu, mitochondri? nebo lysozom?

Synt?za molekuly polypeptidu. Iniciace a prodlou?en?.

Synt?za protein? je cyklick?, v?cestup?ov?, energeticky z?visl? proces, ve kter?m jsou voln? aminokyseliny polymerov?ny do geneticky ur?en? sekvence za vzniku polypeptid?.

Druh? stupe? synt?zy matricov?ho proteinu, skute?n? translace, ke kter? doch?z? v ribozomu, je konven?n? rozd?len do t?? stup??: iniciace, elongace a terminace.

Zah?jen?.

Sekvence DNA transkribovan? do jedin? mRNA, po??naje vyhled?v?n?m na 5' konci a kon??c? termin?torem na 3' konci, je jednotkou transkripce a odpov?d? konceptu „genu“. Kontrola genov? exprese m??e b?t provedena ve f?zi iniciace translace. V t?to f?zi rozpozn? RNA polymer?za promotor - fragment dlouh? 41-44 bp. Transkripce prob?h? ve sm?ru 5`-3` nebo zleva doprava. Sekvence le??c? napravo od v?choz?ho nukleotidu, od kter?ho za??n? synt?za tRNA, jsou ozna?eny ??sly se znam?nkem + (+1,+2..) a ty vlevo se znam?nkem – (-1,-2). Oblast DNA, na kterou se DNA polymer?za v??e, tedy zauj?m? oblast s sou?adnicemi p?ibli?n? od -20 do +20. V?echny promotory obsahuj? stejn? nukleotidov? sekvence, naz?van? konzervovan?. Takov? sekvence slou?? jako sign?ly rozpozn?van? RNA polymer?zami. V?choz?m bodem je obvykle purin. Bezprost?edn? nalevo od toho je 6-9 bp zn?m? jako Pribnowova sekvence (nebo r?me?ek): TATAAT. M??e se pon?kud li?it, ale prvn? dv? b?ze jsou vlo?eny do v?t?iny promotor?. P?edpokl?d? se, ?e vzhledem k tomu, ?e je tvo?ena oblast? bohatou na AT p?ry, spojen? dv?ma vod?kov?mi vazbami, je DNA v tomto m?st? sn?ze rozd?lena na jednotliv? vl?kna. To vytv??? podm?nky pro fungov?n? RNA polymer?zy. Spolu s t?m je Pribnow box nezbytn? pro orientaci tak, aby synt?za mRNA prob?hala zleva doprava, tedy od 5`-3`. St?ed Pribnowova boxu je na nukleotidu -10. Sekvence podobn?ho slo?en? je um?st?na v jin? oblasti se st?edem v poloze 35. Tato oblast sest?vaj?c? z 9 bp je ozna?ena jako sekvence 35 nebo rozpozn?vac? oblast. Je to m?sto, na kter? se faktor v??e, a t?m ur?uje ??innost, se kterou RNA polymer?za nem??e zah?jit transkripci bez speci?ln?ch protein?. Jedn?m z nich je faktor CAP neboli CRP.

U eukaryot byly podrobn?ji studov?ny promotory, kter? interaguj? s RNA polymer?zou II. Obsahuj? t?i homologn? ?seky v oblastech se sou?adnicemi v bodech -25, -27 a tak? ve v?choz?m bod?. V?choz? b?ze jsou adenin, lemovan? z obou stran pyrimidiny. Ve vzd?lenosti 19-25 bp. 7 bp se nach?z? nalevo od m?sta. TATAA, zn?m? jako sekvence TATA nebo Hogness box, je ?asto obklopena oblastmi bohat?mi na p?ry GC. Je?t? v?ce vlevo, na pozic?ch -70 a? -80, je sekvence GTZ nebo CAATCT, naz?van? CAAT box. P?edpokl?d? se, ?e sekvence TATA ??d? v?b?r v?choz?ho nukleotidu a CAAT ??d? prim?rn? vazbu RNA polymer?zy na templ?t DNA.

Prodlou?en?. St?dium prodlu?ov?n? mRNA je podobn? prodlu?ov?n? DNA. Vy?aduje ribonukleotid trifosf?ty jako prekurzory. St?dium transkrip?n? elongace, tedy r?st ?et?zce mRNA, nast?v? p?ipojen?m ribonukleotidmonofosf?t? na 3'-konec ?et?zce za uvoln?n? pyrofosf?tu. Ke kop?rov?n? u eukaryot obvykle doch?z? na omezen?m ?seku DNA (genu), i kdy? u prokaryot m??e v n?kter?ch p??padech k transkripci doj?t postupn? prost?ednictv?m n?kolika spojen?ch gen?, kter? tvo?? jeden operon a jeden spole?n? promotor. V tomto p??pad? se tvo?? polycistronn? mRNA.

Regulace genov? aktivity na p??kladu lakt?zov?ho operonu.

Lakt?zov? operon je polycistronick? operon bakteri?, kter? k?duje geny pro metabolismus lakt?zy.

Regulace exprese gen? metabolismu lakt?zy u Escherichia coli byla poprv? pops?na v roce 1961 v?dci F. Jacobem a J. Monodem. Bakteri?ln? bu?ka syntetizuje enzymy zapojen? do metabolismu lakt?zy pouze tehdy, kdy? je lakt?za p??tomna v prost?ed? a bu?ce chyb? gluk?za.

Lakt?zov? operon se skl?d? ze t?? strukturn?ch gen?, promotoru, oper?toru a termin?toru. P?edpokl?d? se, ?e operon tak? zahrnuje regula?n? gen, kter? k?duje represorov? protein.

Strukturn? geny lakt?zov?ho operonu - lacZ, lacY a lacA:

lacZ k?duje enzym v-galaktosid?zu, kter? ?t?p? disacharid lakt?zu na gluk?zu a galakt?zu,

lacY k?duje v-galaktosid perme?zu, membr?nov? transportn? protein, kter? transportuje lakt?zu do bu?ky.

lacA k?duje v-galaktosid transacetyl?zu, enzym, kter? p?en??? acetylovou skupinu z acetyl-CoA na v-galaktosidy.

Na za??tku ka?d?ho operonu je speci?ln? gen - oper?torov? gen. Jedna m-RNA se obvykle tvo?? na struktur?ln?ch genech jednoho operonu a tyto geny mohou b?t sou?asn? aktivn? nebo neaktivn?. Struktur?ln? geny v operonu jsou zpravidla ve stavu represe.

Promotor je ?sek DNA rozezn?van? enzymem RNA polymer?zou, kter? zaji??uje synt?zu m-RNA v operonu, kter?mu p?edch?z? ?sek DNA, na kter? je nav?z?n protein Sar, aktiv?torov? protein. Tyto dva ?seky DNA se skl?daj? z 85 nukleotidov?ch p?r?. Po promotoru obsahuje operon oper?torov? gen, kter? se skl?d? z 21 nukleotidov?ch p?r?. S n?m je obvykle spojen represorov? protein produkovan? regula?n?m genem. Spacery jsou neinformativn? ?seky molekuly DNA r?zn? d?lky (n?kdy a? 20 000 p?r? b?z?), kter? se z?ejm? pod?lej? na regulaci transkrip?n?ho procesu sousedn?ho genu.

Operon kon?? termin?torem – mal?m ?sekem DNA, kter? slou?? jako stop sign?l pro synt?zu m-RNA na tomto operonu.

Akceptorov? geny slou?? jako p?ipojovac? m?sta pro r?zn? proteiny, kter? reguluj? fungov?n? struktur?ln?ch gen?. Pokud lakt?za, pronikaj?c? do bu?ky (v tomto p??pad? se naz?v? induktor), blokuje proteiny k?dovan? regula?n?m genem, pak ztr?cej? schopnost p?ipojit se k oper?torov?mu genu. Oper?torov? gen p?ejde do aktivn?ho stavu a zapne struktur?ln? geny.

RNA polymer?za se pomoc? Cap proteinu (aktiv?torov? protein) nav??e na promotor a pohybem po operonu syntetizuje pro-m-RNA. B?hem transkripce ?te m-RNA genetickou informaci ze v?ech strukturn?ch gen? v jednom operonu. B?hem translace na ribozomu je syntetizov?no n?kolik r?zn?ch polypeptidov?ch ?et?zc? v souladu s kodony obsa?en?mi v m-RNA - nukleotidov?ch sekvenc?ch, kter? zaji??uj? zah?jen? a ukon?en? translace ka?d?ho ?et?zce. Typ regulace funkce genu, uva?ovan? na p??kladu lakt?zov?ho operonu, se naz?v? negativn? indukce synt?zy protein?.

Regulace genov? aktivity na p??kladu tryptofanov?ho operonu.

Dal??m typem genov? regulace je negativn? represe, studovan? u E.coU na p??kladu operonu, kter? ??d? synt?zu aminokyseliny tryptofonu. Tento operon se skl?d? z 6700 nukleotidov?ch p?r? a obsahuje 5 strukturn?ch gen?, oper?torov? gen a dva promotory. Regula?n? gen zaji??uje konstantn? synt?zu regula?n?ho proteinu, kter? neovliv?uje fungov?n? trp operonu. Kdy? je v bu?ce nadbytek tryptofanu, ten se nav??e na regula?n? protein a zm?n? ho tak, ?e se nav??e na operon a potla?? synt?zu odpov?daj?c? m-RNA.

Negativn? a pozitivn? kontrola genetick? aktivity.

Zn?m? je i tzv. pozitivn? indukce, kdy proteinov? produkt regula?n?ho genu aktivuje ?innost operonu, tzn. nen? represor, ale aktiv?tor Toto d?len? je podm?n?n? a struktura akceptorov? ??sti operonu a p?soben? genov?ho regul?toru jsou u prokaryot velmi r?znorod?.

Po?et strukturn?ch gen? v operonu u prokaryot se pohybuje od jednoho do dvan?cti; Operon m??e m?t jeden nebo dva promotory a termin?tory. V?echny strukturn? geny lokalizovan? v jednom operonu zpravidla ??d? syst?m enzym?, kter? zaji??uj? jeden ?et?zec biochemick?ch reakc?. Nen? pochyb o tom, ?e v bu?ce existuj? syst?my, kter? koordinuj? regulaci n?kolika operon?.

Na prvn? ??st akceptoru genu - oper?tor jsou nav?z?ny proteiny, kter? aktivuj? synt?zu m-RNA, a na jeho konec - represorov? proteiny, kter? potla?uj? synt?zu m-RNA. Jeden gen je regulov?n jedn?m z n?kolika protein?, z nich? ka?d? se v??e na odpov?daj?c? akceptorov? m?sto. R?zn? geny mohou m?t spole?n? regul?tory a identick? oper?torov? oblasti. Genov? regul?tory nep?sob? sou?asn?. Nejprve jeden okam?it? zapne jednu skupinu gen?, po chv?li pak druh? zapne dal?? skupinu, tzn. regulace genov? aktivity prob?h? v „kask?d?ch“ a protein syntetizovan? v jedn? f?zi m??e b?t regul?torem synt?zy b?lkovin v dal?? f?zi.

Struktura chromozom?. karyotyp. Idiogram. Modely struktury chromozom?.

Eukaryotick? chromozomy maj? slo?itou strukturu. Z?kladem chromozomu je line?rn? (neuzav?en? do kruhu) makromolekula deoxyribonukleov? kyseliny (DNA) zna?n? d?lky (nap?. v molekul?ch DNA lidsk?ch chromozom? je od 50 do 245 milion? p?r? dus?kat?ch b?z?). P?i nata?en? m??e d?lka lidsk?ho chromozomu dos?hnout 5 cm Krom? n?j obsahuje chromozom p?t specializovan?ch protein? – H1, H2A, H2B, H3 a H4 (tzv. histony) a ?adu nehistonov?ch protein?. . Aminokyselinov? sekvence histon? je vysoce konzervovan? a prakticky se neli?? v nejr?zn?j??ch skupin?ch organism?. V interf?zi chromatin nekondenzuje, ale i v t?to dob? jsou jeho vl?kna komplexem DNA a protein?. Chromatin je deoxyribonukleoprotein, viditeln? pod sv?teln?m mikroskopem ve form? tenk?ch vl?ken a granul?. Makromolekula DNA se obaluje kolem oktomer? (struktur skl?daj?c?ch se z osmi proteinov?ch globul?) histonov?ch protein? H2A, H2B, H3 a H4 a vytv??? struktury zvan? nukleozomy.

Obecn? cel? struktura pon?kud p?ipom?n? kor?lky. Sekvence takov?ch nukleozom? spojen?ch proteinem H1 se naz?v? nukleofilamentum nebo nukleozom?ln? vl?kno o pr?m?ru asi 10 nm.

Kondenzovan? chromozom m? tvar X (?asto s nestejn?mi rameny), proto?e dv? chromatidy vznikl? replikac? jsou st?le spojeny v centrome?e. Ka?d? bu?ka lidsk?ho t?la obsahuje p?esn? 46 chromozom?. Chromozomy jsou v?dy sp?rovan?. V bu?ce jsou v?dy 2 chromozomy ka?d?ho typu, kter? se od sebe li?? d?lkou, tvarem a p??tomnost? ztlu?t?n? nebo z??en?.

Centromera je speci?ln? organizovan? oblast chromozomu, kter? je spole?n? pro ob? sestersk? chromatidy. Centromera rozd?luje t?lo chromozomu na dv? ramena. Podle um?st?n? prim?rn? konstrikce se rozli?uj? tyto typy chromozom?: rovnoramenn? (metacentrick?), kdy je centromera um?st?na uprost?ed a ramena jsou p?ibli?n? stejn? dlouh?; nestejn? ramena (submetacentrick?), kdy centromera je posunuta ze st?edu chromozomu a ramena jsou nestejn? dlouh?; ty?inkovit? (akrocentrick?), kdy centromera je posunuta na jeden konec chromozomu a jedno rameno je velmi kr?tk?. N?kter? chromozomy mohou m?t sekund?rn? z??en?, kter? odd?luj? oblast naz?vanou satelit od t?la chromozomu.

Studium chemick? organizace chromozom? v eukaryotick?ch bu?k?ch uk?zalo, ?e se skl?daj? p?ev??n? z DNA a protein?. Jak bylo prok?z?no ?etn?mi studiemi, DNA je materi?ln?m nositelem vlastnost? d?di?nosti a variability a obsahuje biologickou informaci - program pro v?voj bu?ky nebo organismu, zaznamenan? pomoc? speci?ln?ho k?du. Proteiny tvo?? v?znamnou ??st hmoty chromozom? (asi 65 % hmotnosti t?chto struktur). Chromozom jako komplex gen? je evolu?n? zaveden? struktura charakteristick? pro v?echny jedince dan?ho druhu. Relativn? poloha gen? v chromozomu hraje d?le?itou roli v povaze jejich fungov?n?.

Grafick? zn?zorn?n? karyotypu ukazuj?c? jeho struktur?ln? rysy se naz?v? idiogram.

Soubor chromozom? specifick?ch pro ur?it? druh co do po?tu a struktury se naz?v? karyotyp.

Histony.

Struktura nukleozomu.

Histony jsou hlavn? t??dou nukleoprotein?, jadern?ch protein? nezbytn?ch pro sestaven? a zabalen? ?et?zc? DNA do chromozom?. Existuje p?t r?zn?ch typ? histon?, pojmenovan?ch H1/H5, H2A, H2B, H3, H4. Sekvence aminokyselin v t?chto proteinech se prakticky neli?? v organismech r?zn? ?rovn? organizace. Histony jsou mal?, vysoce bazick? proteiny, kter? se v??ou p??mo na DNA. Histony se ??astn? strukturn? organizace chromatinu, neutralizuj? negativn? nabit? fosf?tov? skupiny DNA d?ky kladn?m n?boj?m zbytk? aminokyselin, co? umo??uje hust? balen? DNA v j?d?e.

Dv? molekuly, ka?d? z histon? H2A, H2B, H3 a H4, tvo?? oktamer obalen? kolem 146-bp segmentu DNA, kter? tvo?? 1,8 z?vitu ?roubovice na vrcholu proteinov? struktury. Tato ??stice o pr?m?ru 7 nm se naz?v? nukleozom. ??st DNA (linkerov? DNA), kter? nen? p??mo v kontaktu s histonov?m oktamerem, interaguje s histonem H1.

Skupina nehistonov?ch protein? je vysoce heterogenn? a zahrnuje strukturn? jadern? proteiny, mnoho enzym? a transkrip?n?ch faktor? spojen?ch s ur?it?mi ?seky DNA a reguluj?c?ch genovou expresi a dal?? procesy.

Nukleosom je chromatinov? podjednotka sest?vaj?c? z DNA a sady ?ty? p?r? histonov?ch protein? H2A, H2B, H3 a H4 jedn? molekuly histonu H1. Histon H1 se v??e na linker DNA mezi dv?ma nukleozomy.

Nukleosom je z?kladn? obalovou jednotkou chromatinu. Skl?d? se z dvojit? ?roubovice DNA omotan? kolem specifick?ho komplexu osmi nukleozom?ln?ch histon? (histonov?ho oktameru). Nukleozom je ??stice diskovit?ho tvaru o pr?m?ru asi 11 nm, kter? obsahuje dv? kopie ka?d?ho z nukleozom?ln?ch histon? (H2A, H2B, H3, H4). Histonov? oktamer tvo?? proteinov? j?dro, kolem kter?ho je dvakr?t obalena dvouvl?knov? DNA (146 p?r? b?z? DNA na histonov? oktamer).

Nukleozomy, kter? tvo?? fibrily, jsou um?st?ny v?cem?n? rovnom?rn? pod?l molekuly DNA ve vzd?lenosti 10-20 nm od sebe.

?rovn? balen? chromozom? u eukaryot. Chromatinov? kondenzace.

?rovn? balen? DNA jsou tedy n?sleduj?c?:

1) Nukleosom?ln? (2,5 z?vitu dvouvl?knov? DNA kolem osmi molekul histonov?ch protein?).

2) Supernukleozom?ln? - chromatinov? helix (chromonema).

3) Chromatid - spir?lovit? chromonema.

4) Chromozom – ?tvrt? stupe? sperializace DNA.

V interf?zov?m j?d?e jsou chromozomy dekondenzov?ny a reprezentov?ny chromatinem. Nesvinut? oblast obsahuj?c? geny se naz?v? euchromatin (voln?, vl?knit? chromatin). To je p?edpokladem pro p?epis. B?hem dormance mezi d?len?mi z?st?vaj? ur?it? oblasti chromozom? a cel? chromozomy kompaktn?.

Tyto sto?en?, vysoce zbarven? oblasti se naz?vaj? heterochromatin. Jsou transkrip?n? neaktivn?. Existuje fakultativn? a konstitutivn? heterochromatin.

Fakultativn? heterochromatin je informativn?, proto?e obsahuje geny a m??e b?t p?em?n?n na euchromatin. Ze dvou homologn?ch chromozom? m??e b?t jeden heterochromatick?. Konstitutivn? heterochromatin je v?dy heterochromatick?, neformativn? (neobsahuje geny), a proto je v?dy neaktivn? z hlediska transkripce.

Chromozom?ln? DNA se skl?d? z v?ce ne? 108 p?r? b?z?, ze kter?ch se tvo?? informativn? bloky – geny uspo??dan? line?rn?. Tvo?? a? 25 % DNA. Gen je funk?n? jednotka DNA obsahuj?c? informace pro synt?zu polypeptid? nebo cel? RNA. Mezi geny jsou mezern?ky - neinformativn? segmenty DNA r?zn?ch d?lek. Nadbyte?n? geny jsou zastoupeny velk?m po?tem - 104 identick?ch kopi?. P??klady jsou geny pro t-RNA, r-RNA a histony. V DNA se vyskytuj? sekvence stejn?ch nukleotid?. Mohou to b?t st?edn? se opakuj?c? a vysoce repetitivn? sekvence. St?edn? repetitivn? sekvence dosahuj? 300 nukleotidov?ch p?r? s opakov?n?m 102 - 104 a nej?ast?ji p?edstavuj? spacery, redundantn? geny.

Vysoce repetitivn? sekvence (105 - 106) tvo?? konstitutivn? heterochromatin. P?ibli?n? 75 % ve?ker?ho chromatinu se nepod?l? na transkripci, skl?d? se z vysoce repetitivn?ch sekvenc? a netranskribovan?ch spacer?.

P??prava chromozomov?ch prepar?t?. Pou?it? kolchicinu. Hypotonie, fixace a barven?.

V z?vislosti na stupni prolifera?n? aktivity bun?k r?zn?ch tk?n? in vivo a in vitro se rozli?uj? p??m? a nep??m? zp?soby z?sk?v?n? chromozomov?ch prepar?t?.

1) P??m? metody se pou??vaj? p?i studiu tk?n? s vysokou mitotickou aktivitou (kostn? d?e?, chorion a placenta, bu?ky lymfatick?ch uzlin, embryon?ln? tk?? v ran?m st?diu v?voje). Chromozomov? prepar?ty se p?ipravuj? p??mo z ?erstv? z?skan?ho materi?lu po speci?ln?m zpracov?n?.

2) Nep??m? metody zahrnuj? z?sk?v?n? prepar?t? chromozom? z jak?koli tk?n? po jej? p?edb??n? kultivaci po r?znou dobu.

Existuje mnoho modifikac? p??m?ch a nep??m?ch metod p??pravy chromozomov?ch prepar?t?, ale hlavn? f?ze z?sk?v?n? metaf?zov?ch desti?ek z?st?vaj? nezm?n?ny:

1. U??v?n? kolchicinu (kolcemidu) - inhibitoru tvorby mitotick?ho v?et?nka, kter? zastavuje d?len? bun?k ve stadiu metaf?ze.

2. Hypotonick? ?ok pomoc? roztok? draseln?ch nebo sodn?ch sol?, kter? v d?sledku rozd?lu osmotick?ho tlaku uvnit? a vn? bun?k zp?sobuj? jejich bobtn?n? a p?eru?en? mezichromozom?ln?ch vazeb. Tento postup vede k odd?len? chromozom? od sebe, co? p?isp?v? k jejich v?t??mu rozptylu v metaf?zov?ch desk?ch.

3. Fixace bun?k pomoc? ledov? kyseliny octov? a ethanolu (metanolu) v pom?ru 3:1 (Carnoy?v fixativ), kter? pom?h? zachovat strukturu chromozom?.

4. Nakap?n? bun??n? suspenze na skl??ka.

5. Barven? chromozomov?ch prepar?t?.

Pro odhalen? komplexu p???n?ch zna?ek (pruhy, prou?ky) na chromozomu byla vyvinuta ?ada metod barven? (p?skov?n?). Ka?d? chromozom je charakterizov?n specifick?m komplexem p?s?. Homologn? chromozomy jsou barveny identicky, s v?jimkou polymorfn?ch oblast?, kde jsou lokalizov?ny r?zn? alelick? varianty gen?. Alelick? polymorfismus je charakteristick? pro mnoho gen? a vyskytuje se ve v?t?in? populac?. Detekce polymorfism? na cytogenetick? ?rovni nem? ??dnou diagnostickou hodnotu.

A. Q-barven?. Prvn? metodu diferenci?ln?ho barven? chromozom? vyvinul ?v?dsk? cytolog Kaspersson, kter? k tomuto ??elu pou?il fluorescen?n? barvivo chinin yperit. Pod fluorescen?n?m mikroskopem jsou na chromozomech viditeln? oblasti s nestejnou intenzitou fluorescence - Q-segmenty. Metoda je nejvhodn?j?? pro studium chromozom? Y, a proto se pou??v? k rychl?mu ur?en? genetick?ho pohlav?, detekci translokac? (v?m?n oblast?) mezi chromozomy X a Y nebo mezi chromozomem Y a autozomy a tak? k prohl??en? velk?ho po?tu bu?ky, kdy je nutn? zjistit, zda m? pacient s mozaikou pohlavn?ch chromozom? klon bun?k nesouc?ch chromozom Y.

B. G-barven?. Po rozs?hl? p?ed?prav?, ?asto za pou?it? trypsinu, se chromozomy obarv? barvivem Giemsa. Pod sv?teln?m mikroskopem jsou na chromozomech viditeln? sv?tl? a tmav? pruhy – G-segmenty. A?koli um?st?n? Q segment? odpov?d? um?st?n? G segment?, G barven? se uk?zalo b?t citliv?j?? a nahradilo Q barven? jako standardn? metoda pro cytogenetickou anal?zu. G-barven? je nejlep?? pro detekci mal?ch aberac? a markerov?ch chromozom? (segmentovan?ch jinak ne? norm?ln? homologn? chromozomy).

B. R-barven? poskytuje obraz opa?n? ne? G-barven?. Obvykle se pou??v? barvivo Giemsa nebo fluorescen?n? barvivo akridinov? oran?. Tato metoda odhaluje rozd?ly v barven? homologn?ch G- nebo Q-negativn?ch oblast? sestersk?ch chromatid nebo homologn?ch chromozom?.

G. C-barven? se pou??v? k anal?ze centromerick?ch oblast? chromozom? (tyto oblasti obsahuj? konstitutivn? heterochromatin) a variabiln?, jasn? fluorescen?n? dist?ln? ??sti chromozomu Y.

E. T-barven? se pou??v? k anal?ze telomern?ch oblast? chromozom?. Tato technika, stejn? jako barven? oblast? nukleol?rn?ho organiz?toru dusi?nanem st??brn?m (barven? AgNOR), se pou??v? k objasn?n? v?sledk? z?skan?ch standardn?m barven?m chromozom?.

70-90N | vedlej?? strana ?ty?l?stek | CCA 3" const pro ve?kerou tRNA | act se p?id?v? ke koncov?mu adenosinu |
p??tomnost thyminu, pseudouridin-psi, digirouridin DGU v D-smy?ce - ochrana p?ed ribonukle?zami? dlouhov?k? | Diverzita prim?rn?ch struktur tRNA - 61+1 - podle po?tu kodon? + formylmethionin tRNA, antikodon je stejn? jako u methionin tRNA. Rozmanitost terci?rn?ch struktur - 20 (podle po?tu aminokyselin) | rozpozn?v?n? - tvorba kovalentn? vazby mezi tRNA a act | aminoacyl-tRNA syntet?zy se p?ipojuj? k tRNA

Funkc? tRNA je p?en??et aminokyseliny z cytoplazmy do ribozom?, kde doch?z? k synt?ze protein?.
tRNA, kter? v??ou jednu aminokyselinu, se naz?vaj? isoakceptor.
Celkem v bu?ce existuje sou?asn? 64 r?zn?ch tRNA.
Ka?d? tRNA se p?ruje pouze se sv?m vlastn?m kodonem.
Ka?d? tRNA rozpozn?v? sv?j vlastn? kodon bez ??asti aminokyseliny. Aminokyseliny nav?zan? na tRNA byly chemicky modifikov?ny a v?sledn? polypeptid, kter? obsahoval modifikovanou aminokyselinu, byl analyzov?n. Cysteinyl-tRNACys (R=CH2-SH) byl redukov?n na alanyl-tRNACys (R=CH3).
V?t?ina tRNA, bez ohledu na jejich nukleotidovou sekvenci, m? sekund?rn? strukturu ve tvaru ?ty?l?stku kv?li p??tomnosti t?? vl?senek.

Vlastnosti struktury tRNA

Na 3" konci molekuly jsou v?dy ?ty?i nep?rov? nukleotidy a t?i z nich jsou nutn? CCA. 5" a 3" konce ?et?zce RNA tvo?? akceptorov? kmen. ?et?zce dr?? pohromad? d?ky komplement?rn?mu p?rov?n? sedm 5" nukleotid? kon?? sedmi nukleotidy um?st?n?mi bl?zko 3" konce 2. V?echny molekuly maj? vl?senku TcC, kter? je tak ozna?ena, proto?e obsahuje dva neobvykl? zbytky: ribo-thymidin (T) a pseudouridin (? Vl?senka se skl?d? z vl?senky. dvou?et?zcov? kmen p?ti p?rov?ch b?z?, v?etn? G-C p?ru, a smy?ka sedmi nukleotid? Trinukleotid T?C je v?dy um?st?n.
na stejn?m m?st? ve smy?ce. 3. U antikodonov? vl?senky je stonek v?dy reprezentov?n sedmi p?ry
nov? pozemky. Triplet komplement?rn? k p??buzn?mu kodonu, antikodon, se nach?z? v pet-
le, sest?vaj?c? ze sedmi nukleotid?. 5" konec antikodonu je lemov?n invariantn?m ura-zbytkem.
cyla a modifikovan? cytosin a modifikovan? purin obvykle soused? s jeho 3" koncem
adenin 4. Dal?? vl?senka se skl?d? ze stonku dlouh?ho t?i a? ?ty?i z?kladn? p?ry a prom?nn? smy?ky
velikosti, ?asto obsahuj?c? uracil v redukovan? form? – dihydrouracil (DU). Nejv?znamn?j?? variace jsou v nukleotidov?ch sekvenc?ch kmen?, po?tu nukleotid? mezi kmenem antikodonu a kmenem T?C (variabiln? smy?ka), stejn? jako velikost smy?ky a lokalizace dihydrouracilov?ch zbytk? ve smy?ce DU .
[Singer, 1998].

Terci?rn? struktura tRNA

Struktura ve tvaru L.

P?ipojen? aminokyselin k tRNA

Aby aminokyselina vytvo?ila polypeptidov? ?et?zec, mus? se spojit s tRNA pomoc? enzymu aminoacyl-tRNA syntet?zy. Tento enzym tvo?? kovalentn? vazbu mezi karboxylovou skupinou aminokyseliny a hydroxylovou skupinou rib?zy na 3' konci tRNA za ??asti ATP. Aminoacyl-tRNA syntet?za rozpozn?v? specifick? kodon ne kv?li p??tomnosti antikodonu na tRNA, ale d?ky p??tomnosti specifick?ho rozpozn?vac?ho m?sta na tRNA.
Celkem je v bu?ce 21 r?zn?ch aminoacyl-tRNA syntet?z.
Spojen? prob?h? ve dvou f?z?ch:
1. Karboxylov? skupina aminokyseliny se p?id? k a-fosf?tu ATP. V?sledn? nestabiln? aminoacyladenyl?t je stabilizov?n vazbou na enzym.
2. P?enos aminoacylov? skupiny aminoacyladenyl?tu na 2' nebo 3'-OH skupinu termin?ln? rib?zy tRNA
N?kter? aminoacyl-tRNA syntet?zy se skl?daj? z jednoho polypeptidov?ho ?et?zce, zat?mco jin? se skl?daj? ze dvou nebo ?ty? identick?ch ?et?zc?, ka?d? s molekulovou hmotnost? 35 a? 115 kDa. N?kter? dimern? a tetramern? enzymy se skl?daj? ze dvou typ? podjednotek. Neexistuje jasn? korelace mezi velikost? molekuly enzymu nebo povahou jej? podjednotkov? struktury a specificitou.
Specifi?nost enzymu je ur?ena jeho silnou vazbou na akceptorov? konec tRNA, oblast DU a variabiln? smy?ku. Zd? se, ?e n?kter? enzymy nerozpoznaj? antikodonov? triplet a katalyzuj? aminoacetyla?n? reakci dokonce i se zm?n?n?m antikodonem. N?kter? enzymy v?ak vykazuj? sn??enou aktivitu v??i takto modifikovan?m tRNA a p?i nahrazen? antikodonu p?id?vaj? ?patnou aminokyselinu.

70-90n | vedlej?? strana ?ty?l?stek | CCA 3" const pro ve?kerou tRNA | act se p?id?v? ke koncov?mu adenosinu |
p??tomnost thyminu, pseudouridin-psi, digirouridin DGU v D-smy?ce - ochrana p?ed ribonukle?zami? dlouhov?k? | Diverzita prim?rn?ch struktur tRNA - 61+1 - podle po?tu kodon? + formylmethionin tRNA, antikodon je stejn? jako u methioninov? tRNA. Rozmanitost terci?rn?ch struktur - 20 (podle po?tu aminokyselin)

Existuj? dva typy tRNA, kter? v??ou methionin, tRNAFMet a tRNAMMet u prokaryot a tRNAIMet a tRNAMMet u eukaryot. Methionin je p?id?n ke ka?d? tRNA prost?ednictv?m vhodn? synt?zy aminoacyl-tRNA. methionin nav?zan? na tRNAFMet a tRNAIMet je tvo?en enzymem methionyl-tRNA transformyl?zou na Fmet-tRNAFMet. Formylmethioninem napln?n? tRNA rozpozn?vaj? start kodon AUG.

Literatura:

Bohu?el neexistuje ??dn? referen?n? seznam.