Nuklein kislotalar mononukleotidlardan tashkil topgan yuqori molekulyar moddalar bo'lib, ular bir-biri bilan polimer zanjirida 3", 5" fosfodiefir bog'lari yordamida bog'langan va hujayralarga ma'lum tarzda qadoqlangan.

Nuklein kislotalar ikki turdagi biopolimerlar: ribonuklein kislotasi (RNK) va deoksiribonuklein kislotasi (DNK). Har bir biopolimer uglevod qoldig'i (riboza, dezoksiriboza) va azotli asoslardan biri (urasil, timin) bilan farq qiluvchi nukleotidlardan iborat. Ushbu farqlarga ko'ra, nuklein kislotalar o'z nomini oldi.

Ribonuklein kislotaning tuzilishi

RNKning birlamchi tuzilishi

RNK molekulasi Ular DNKga o'xshash tashkiliy printsipga ega chiziqli (ya'ni, tarmoqlanmagan) polinukleotidlardir. RNK monomerlari fosfor kislotasi, uglevod (riboza) va azotli asosdan tashkil topgan nukleotidlar bo'lib, ular 3", 5" fosfodiester bog'lari bilan bog'langan. RNK molekulasining polinukleotid zanjirlari qutbli, ya'ni. 5' va 3" uchlari ajralib turadi. Bundan tashqari, DNKdan farqli o'laroq, RNK bir zanjirli molekuladir. Bu farqning sababi birlamchi strukturaning uchta xususiyati:

1. RNK, DNKdan farqli o'laroq, qo'shimcha gidroksi guruhiga ega bo'lgan dezoksiriboza o'rniga riboza mavjud. Gidroksi guruhi ikki zanjirli strukturani kamroq ixcham qiladi
2. To'rtta asosiy yoki asosiy azotli asoslar (A, G, C va U) orasida timin o'rniga urasil mavjud bo'lib, u timindan faqat 5-o'rinda metil guruhi yo'qligi bilan farq qiladi. Shu sababli, komplementar A-U juftligidagi hidrofobik o'zaro ta'sirning kuchi pasayadi, bu ham barqaror ikki zanjirli molekulalarning hosil bo'lish ehtimolini kamaytiradi.
3. Nihoyat, RNK (ayniqsa, tRNK) deb ataladigan yuqori tarkibga ega. kichik asoslar va nukleozidlar. Ular orasida dihidroridin (urasil bitta qo'sh bog'ga ega emas), psevduridin (urasil riboza bilan odatdagidan farq qiladi), dimetiladenin va dimetilguanin (azotli asoslarda ikkita qo'shimcha metil guruhi mavjud) va boshqalar. Bu asoslarning deyarli barchasi bir-birini to'ldiruvchi o'zaro ta'sirlarda ishtirok eta olmaydi. Shunday qilib, dimetiladenindagi metil guruhlari (timin va 5-metilsitozindan farqli o'laroq) A-U juftligida vodorod bog'ini hosil qiluvchi atomda joylashgan; shuning uchun endi bu aloqani yopish mumkin emas. Bu shuningdek, ikki zanjirli molekulalarning shakllanishiga to'sqinlik qiladi.

Shunday qilib, RNK tarkibining DNKdan ma'lum bo'lgan farqlari katta biologik ahamiyatga ega: axir, RNK molekulalari o'z funktsiyalarini faqat bir zanjirli holatda bajarishi mumkin, bu mRNK uchun eng aniq: qanday qilib tasavvur qilish qiyin. ikki zanjirli molekula ribosomalarga tarjima qilinishi mumkin edi.

Shu bilan birga, yagona bo'lib qolgan holda, ba'zi joylarda RNK zanjiri ikki ipli tuzilishga ega bo'lgan ilmoqlar, o'simtalar yoki "sochlar" hosil qilishi mumkin (1-rasm). Bu struktura A::U va G:::C juftlikdagi asoslarning o?zaro ta'sirida barqarorlashadi. Shu bilan birga, "noto'g'ri" juftliklar ham shakllanishi mumkin (masalan, G U) va ba'zi joylarda "sochlar" mavjud va hech qanday shovqin sodir bo'lmaydi. Bunday halqalar (ayniqsa, tRNK va rRNKda) barcha nukleotidlarning 50% gacha bo'lishi mumkin. RNKdagi nukleotidlarning umumiy miqdori 75 birlikdan ko'p minglabgacha o'zgaradi. Ammo hatto eng katta RNKlar ham xromosoma DNKsidan bir necha marta qisqaroqdir.

mRNKning birlamchi tuzilishi polipeptid zanjirining birlamchi tuzilishi haqidagi ma'lumotlarni o'z ichiga olgan DNK bo'limidan ko'chiriladi. RNKning boshqa turlarining (tRNK, rRNK, kam uchraydigan RNK) birlamchi tuzilishi mos keladigan DNK genlarining genetik dasturining yakuniy nusxasi hisoblanadi.

RNKning ikkilamchi va uchinchi darajali tuzilmalari

Ribonuklein kislotalar (RNK) bir zanjirli molekulalardir, shuning uchun DNKdan farqli o'laroq, ularning ikkilamchi va uchinchi darajali tuzilmalari tartibsizdir. Polinukleotid zanjirining fazoviy konformatsiyasi sifatida aniqlangan bu tuzilmalar asosan vodorod aloqalari va azotli asoslar orasidagi hidrofobik o'zaro ta'sirlar natijasida hosil bo'ladi. Agar mahalliy DNK molekulasi barqaror spiral bilan tavsiflangan bo'lsa, u holda RNKning tuzilishi yanada xilma-xil va labildir. X-nurlarining difraksion tahlili shuni ko'rsatdiki, RNK polinukleotid zanjirining alohida bo'limlari egilib, o'z-o'zidan shamol ichi tuzilmalarni hosil qiladi. Strukturalarni barqarorlashtirish zanjirning antiparallel bo'limlarining azotli asoslarini to'ldiruvchi juftlashtirish orqali erishiladi; Bu erda o'ziga xos juftliklar A-U, G-C va kamroq tarqalgan G-U. Shu tufayli RNK molekulasida bir zanjirga mansub ham qisqa, ham cho'zilgan qo'sh spiralli hududlar paydo bo'ladi; bu joylar soch turmagi deb ataladi. RNKning soch turmagi elementlari bilan ikkilamchi tuzilishi modeli 50-yillarning oxiri - 60-yillarning boshlarida yaratilgan. XX asr A. S. Spirin (Rossiya) va P. Doti (AQSh) laboratoriyalarida.

RNKning ayrim turlari
RNK turlari	Nukleotidlardagi hajmi	Funktsiya
gRNK - genomik RNK	10000-100000
mRNK - informatsion (matritsali) RNK	100-100000	DNK molekulasidan oqsil tuzilishi haqidagi ma'lumotlarni uzatadi
tRNK - uzatish RNK	70-90	aminokislotalarni oqsil sintezi joyiga tashiydi
rRNK - ribosoma RNK	100 dan 500 000 gacha bo'lgan bir nechta diskret sinflar	ribosomalarda joylashgan, ribosoma tuzilishini saqlashda ishtirok etadi
sn-RNK - kichik yadroli RNK	100	intronlarni olib tashlaydi va mRNKdagi ekzonlarni fermentativ ravishda birlashtiradi
sno-RNK - kichik yadroli RNK		rRNK va kichik yadroli RNKda metillanish va psevdoridinatsiya kabi asosiy modifikatsiyalarni boshqarish yoki amalga oshirishda ishtirok etadi. Ko'pgina kichik nukleolyar RNKlar boshqa genlarning intronlarida joylashgan
srp-RNK - signalni aniqlash RNK		ifodalash uchun mo'ljallangan oqsillarning signal ketma-ketligini taniydi va ularni sitoplazmatik membrana orqali tashishda ishtirok etadi.
mi-RNK - mikro-RNK	22	mRNKning tarjima qilinmagan hududlarining 3 "uchlariga komplementar bog'lanish orqali tizimli genlarning tarjimasini nazorat qilish

Spiral tuzilmalarning shakllanishi gipoxrom effekti bilan birga keladi - 260 nm da RNK namunalarining optik zichligining pasayishi. Ushbu tuzilmalarning yo'q qilinishi RNK eritmasining ion kuchining kamayishi yoki 60-70 ° S gacha qizdirilganda sodir bo'ladi; u eritish deb ham ataladi va nuklein kislota eritmasining optik zichligi oshishi bilan birga bo'lgan spiral - xaotik bobinning strukturaviy o'tishi bilan izohlanadi.

Hujayralarda bir necha turdagi RNK mavjud:

1. ma'lumot (yoki xabarchi) RNK (mRNK yoki mRNK) va uning o'tmishdoshi - geterogen yadro RNK (r-n-RNK)
2. transfer RNK (tRNK) va uning kashshofi
3. ribosoma (rRNK) va uning kashshofi
4. kichik yadroli RNK (sn-RNK)
5. kichik yadroli RNK (sno-RNK)
6. signalni aniqlash RNK (srp-RNK)
7. mikro-RNK (mi-RNK)
8. mitoxondrial RNK (t+ RNK).

Geterogen yadro va messenjer RNK

Geterogen yadro RNKsi faqat eukariotlarga xosdir. Bu yadro DNKsidan sitoplazmaga genetik ma'lumotni olib yuruvchi messenjer RNK (mRNK) ning kashshofidir. Geterogen yadro RNK (pre-mRNK) sovet biokimyogari G. P. Georgiev tomonidan kashf etilgan. R-RNK turlarining soni genlar soniga teng, chunki u genomning kodlash ketma-ketligining to'g'ridan-to'g'ri nusxasi bo'lib xizmat qiladi, buning natijasida u DNK palindromlarining nusxalariga ega, shuning uchun uning ikkilamchi tuzilishida soch turmagi va chiziqli hududlar mavjud. . DNK dan RNK transkripsiyasi jarayonida RNK polimeraza II fermenti asosiy rol o'ynaydi.

Messenger RNK r-RNKni qayta ishlash (pishib etish) natijasida hosil bo'ladi, bunda soch iplari kesiladi, kodlanmaydigan hududlar (intronlar) kesiladi va kodlovchi ekzonlar bir-biriga yopishtiriladi.

Messenger RNK (i-RNK) DNKning ma'lum bir qismining nusxasi bo?lib, DNKdan oqsil sintezi (ribosomalar) joyiga genetik ma'lumotni tashuvchi vazifasini bajaradi va uning molekulalarini yig?ishda bevosita ishtirok etadi.

Yetuk messenjer RNK turli funktsional rollarga ega bo'lgan bir nechta mintaqalarga ega (rasm).

• 5" uchida "qopqoq" yoki qopqoq deb ataladigan narsa - birdan to'rttagacha o'zgartirilgan nukleotidlardan iborat bo'lim mavjud. Bu tuzilma mRNKning 5" uchini endonukleazalardan himoya qiladi.
• "Qopqoq" ortida 5"-tarjima qilinmagan mintaqa joylashgan - bir necha o'nlab nukleotidlar ketma-ketligi. U ribosomaning kichik bo'linmasi tarkibiga kiruvchi r-RNK bo'limlaridan biriga komplementardir. Shu sababli, u m-RNKning ribosomaga birlamchi ulanishi uchun xizmat qiladi, lekin o'zi efirga uzatilmaydi
• boshlash kodoni AUG bo'lib, metioninni kodlaydi. Barcha mRNKlar bir xil boshlang'ich kodonga ega. m-RNKni tarjima qilish (o'qish) undan boshlanadi. Agar peptid zanjirining sintezidan keyin metionin kerak bo'lmasa, u odatda uning N-terminalidan ajraladi.
• Boshlanish kodonidan keyin oqsilning aminokislotalar ketma-ketligi haqidagi ma'lumotlarni o'z ichiga olgan kodlash qismi keladi. Eukariotlarda etuk m-RNKlar monotsistronikdir, ya'ni. ularning har biri faqat bitta polipeptid zanjirining tuzilishi haqida ma'lumot olib boradi.

  Yana bir narsa shundaki, ba'zida peptid zanjiri ribosomada hosil bo'lgandan so'ng ko'p o'tmay, bir nechta kichikroq zanjirlarga kesiladi. Bu, masalan, insulin va bir qator oligopeptid gormonlar sintezi paytida sodir bo'ladi.

  Eukariotlarning etuk m-RNKsining kodlash qismi intronlardan mahrum - har qanday kiritilgan kodlanmaydigan ketma-ketliklar. Boshqacha qilib aytganda, 5" -> 3" yo'nalishi bo'yicha o'qilishi kerak bo'lgan sezgi kodonlarining uzluksiz ketma-ketligi mavjud.

• Ushbu ketma-ketlikning oxirida tugatish kodon mavjud - uchta "ma'nosiz" kodonlardan biri: UAA, UAG yoki UGA (quyidagi genetik kod jadvaliga qarang).
• Ushbu kodondan keyin boshqa 3' tarjima qilinmagan mintaqa kelishi mumkin, bu 5' tarjima qilinmagan hududdan sezilarli darajada uzunroqdir.
• Nihoyat, deyarli barcha etuk eukaryotik mRNKlar (giston mRNKlardan tashqari) 3" uchida 150-200 adenil nukleotiddan iborat poli(A) fragmentni o'z ichiga oladi.

3" tarjima qilinmagan mintaqa va poli (A) fragmenti m-RNKning umr ko'rish davomiyligini tartibga solish bilan bog'liq, chunki m-RNKni yo'q qilish 3" ekzonukleazlar tomonidan amalga oshiriladi. m-RNK tarjimasi tugagach, poli(A) fragmentidan 10-15 nukleotid ajralib chiqadi. Ushbu fragment tugagach, mRNKning muhim qismi parchalana boshlaydi (agar 3 "tarjima qilinmagan hudud bo'lmasa).

mRNKdagi nukleotidlarning umumiy soni odatda bir necha ming ichida o'zgarib turadi. Bunday holda, kodlash qismi ba'zan nukleotidlarning faqat 60-70% ni tashkil qilishi mumkin.

Hujayralarda mRNK molekulalari deyarli har doim oqsillar bilan bog'langan. Ikkinchisi, ehtimol, mRNKning chiziqli tuzilishini barqarorlashtiradi, ya'ni ular kodlash qismida "sochlar" ning shakllanishiga to'sqinlik qiladi. Bundan tashqari, oqsillar m-RNKni erta yo'q qilishdan himoya qilishi mumkin. mRNKning oqsillar bilan bunday komplekslari ba'zan informosomalar deb ataladi.

Hujayra sitoplazmasidagi transfer RNK aminokislotalarni faollashtirilgan shaklda ribosomalarga olib boradi, u erda ular RNK matritsasi (mRNK) tomonidan aniqlangan ma'lum bir ketma-ketlikda peptid zanjirlariga birlashadi. Hozirgi vaqtda nukleotidlar ketma-ketligi ma'lumotlari prokaryotik va eukaryotik organizmlarning 1700 dan ortiq tRNK turlari uchun ma'lum. Ularning barchasi birlamchi tuzilishida ham, tuzilishiga kiruvchi nukleotidlarning bir-birini to?ldiruvchi o?zaro ta'siri tufayli polinukleotid zanjirining ikkilamchi tuzilishga burmalanishida ham umumiy xususiyatlarga ega.

Transfer RNK 100 dan ortiq nukleotidlarni o'z ichiga olmaydi, ular orasida kichik yoki o'zgartirilgan nukleotidlarning yuqori miqdori mavjud. To'liq de?ifrlangan birinchi transfer RNK xamirturushdan ajratilgan alanin RNK edi. Tahlil shuni ko'rsatdiki, alanin RNK qat'iy belgilangan ketma-ketlikda joylashgan 77 ta nukleotiddan iborat; ularda atipik nukleozidlar bilan ifodalangan kichik nukleotidlar mavjud dihidroridin (dgU) va psevdoridin (P); inozin (I): adenozin bilan solishtirganda, amino guruhi keto guruhi bilan almashtiriladi; metilinozin (mI), metil- va dimetilguanozin (mG va m 2 G); metiluridin (mU): ribotimidin bilan bir xil. Alanin tRNK tarkibida bir yoki bir nechta metil guruhlari bo'lgan 9 ta noodatiy asos mavjud bo'lib, ular nukleotidlar o'rtasida fosfodiester bog'lari hosil bo'lgandan so'ng ularga fermentativ ravishda qo'shiladi. Bu asoslar oddiy juftlarni hosil qilishga qodir emas; Ehtimol, ular molekulaning ma'lum qismlarida asoslar juftligini oldini olishga xizmat qiladi va shu tariqa xabarchi RNK, ribosoma yoki ma'lum bir aminokislotani mos keladigan RNKga biriktirish uchun zarur bo'lgan ferment bilan ikkilamchi bog'lanish hosil qiluvchi o'ziga xos kimyoviy guruhlarni fosh qiladi. tRNKdagi nukleotidlarning ma'lum ketma-ketligi mohiyatan uning ushbu tRNK sintez qilinadigan genlardagi ketma-ketligi ham ma'lum ekanligini bildiradi. Ushbu ketma-ketlikni Watson va Crick tomonidan o'rnatilgan maxsus tayanch juftligi qoidalariga asoslanib chiqarish mumkin. 1970 yilda tegishli ketma-ketlikda 77 nukleotidga ega bo'lgan to'liq ikki zanjirli DNK molekulasi sintez qilindi va u alanin o'tkazuvchi RNKni qurish uchun shablon bo'lib xizmat qilishi mumkinligi ma'lum bo'ldi. Bu birinchi sun'iy sintez qilingan gen edi.

tRNK transkripsiyasi

tRNK molekulalarining transkripsiyasi RNK polimeraza III fermenti ishtirokida uni DNKda kodlovchi ketma-ketliklardan kelib chiqadi. Transkripsiya jarayonida tRNKning birlamchi tuzilishi chiziqli molekula shaklida hosil bo'ladi. Shakllanish RNK polimeraza tomonidan ushbu transfer RNK haqidagi ma'lumotni o'z ichiga olgan genga muvofiq nukleotidlar ketma-ketligini tuzish bilan boshlanadi. Bu ketma-ketlik chiziqli polinukleotid zanjiri bo'lib, unda nukleotidlar bir-birini kuzatib boradi. Chiziqli polinukleotid zanjiri birlamchi RNK bo'lib, tRNKning salafi bo'lib, u intronlar - ma'lumotsiz ortiqcha nukleotidlarni o'z ichiga oladi. Ushbu tashkilot darajasida pre-tRNK ishlamaydi. Xromosomalar DNKsining turli joylarida hosil bo'lgan pre-tRNK etuk tRNKga nisbatan taxminan 40 ta nukleotidni o'z ichiga oladi.

Ikkinchi bosqich - yangi sintez qilingan tRNK prekursori transkripsiyadan keyingi kamolotga yoki qayta ishlashga o'tadi. Qayta ishlash jarayonida pre-RNKdagi informatsion ortiqchalar olib tashlanadi va etuk, funktsional RNK molekulalari hosil bo'ladi.

Pre-tRNKni qayta ishlash

Qayta ishlash transkriptda molekulyar vodorod aloqalarining shakllanishi bilan boshlanadi va tRNK molekulasi yonca bargi shaklini oladi. Bu tRNKni tashkil etishning ikkilamchi darajasi bo'lib, unda tRNK molekulasi hali ishlamaydi. Keyinchalik, pre-RNKning informatsion bo'lmagan qismlari kesiladi, "buzilgan genlar" ning informatsion bo'limlari birlashtiriladi - RNKning 5" va 3" terminal qismlarini birlashtirish va modifikatsiya qilish.

Pre-RNKning informatsion bo'lmagan qismlarini kesish ribonukleazalar (ekzo- va endonukleazlar) yordamida amalga oshiriladi. Ortiqcha nukleotidlar chiqarilgandan so'ng, tRNK asoslari metillanadi. Reaksiya metiltransferazalar tomonidan amalga oshiriladi. S-adenosilmetionin metil guruhlarining donori vazifasini bajaradi. Metillanish tRNKning nukleazlar tomonidan yo'q qilinishini oldini oladi. Nihoyat etuk tRNK maxsus RNK polimeraza tomonidan amalga oshiriladigan nukleotidlarning o'ziga xos uchligi (akseptor uchi) - CCA qo'shilishi natijasida hosil bo'ladi.

Qayta ishlash tugagandan so'ng, ikkilamchi tuzilishda qo'shimcha vodorod aloqalari yana hosil bo'ladi, buning natijasida tRNK tashkilotning uchinchi darajasiga o'tadi va L-formasi deb ataladigan shaklni oladi. Bu shaklda tRNK gialoplazmaga kiradi.

tRNKning tuzilishi

Transfer RNK tuzilishi nukleotidlar zanjiriga asoslanadi. Biroq, nukleotidlarning har qanday zanjiri musbat va manfiy zaryadlangan qismlarga ega bo'lganligi sababli, u hujayrada ochilgan holatda bo'lolmaydi. Bu zaryadlangan qismlar bir-biriga tortilib, to'ldiruvchilik printsipiga ko'ra bir-biri bilan osongina vodorod bog'larini hosil qiladi. Vodorod aloqalari tRNK zanjirini murakkab tarzda burab, uni shu holatda ushlab turadi. Natijada, t-RNKning ikkilamchi tuzilishi "yonda bargi" ko'rinishiga ega bo'lib, uning tarkibida 4 ta qo'sh ipli bo'limni o'z ichiga oladi. tRNK zanjirida qayd etilgan va bir-birini to'ldiruvchi o'zaro ta'sir o'tkaza olmaydigan kichik yoki o'zgartirilgan nukleotidlarning yuqori miqdori 5 ta bir zanjirli hududni hosil qiladi.

Bu. tRNKning ikkilamchi tuzilishi tRNKning alohida bo'limlari komplementar nukleotidlarining zanjir ichidagi juftlashuvi natijasida hosil bo'ladi. Nukleotidlar orasidagi vodorod aloqalarini hosil qilishda ishtirok etmaydigan tRNK hududlari halqalar yoki chiziqli birliklar hosil qiladi. tRNKda quyidagi strukturaviy hududlar ajratiladi:

1. Qabul qiluvchi sayt (oxirgi), to'rtta chiziqli joylashgan nukleotidlardan iborat bo'lib, ulardan uchtasi barcha turdagi tRNK - CCAda bir xil ketma-ketlikka ega. Adenozinning gidroksil 3"-OH erkindir. Bir aminokislota unga karboksil guruhi tomonidan biriktirilgan, shuning uchun tRNKning bu hududi - qabul qiluvchi nomi. Adenozinning 3"-gidroksil guruhi bilan bog'langan tRNK aminokislota etkazib beriladi. oqsil sintezi sodir bo'lgan ribosomalarga.
2. Antikodon halqasi, odatda etti nukleotiddan hosil bo'ladi. U antikodon deb ataladigan har bir tRNKga xos bo'lgan uchlik nukleotidlarni o'z ichiga oladi. tRNK antikodoni komplementarlik printsipiga ko'ra mRNK kodon bilan juftlashadi. Kodon-antikodon o'zaro ta'siri ribosomalarda to'planishi paytida polipeptid zanjiridagi aminokislotalarning tartibini belgilaydi.
3. Pseudouridil halqasi (yoki TOC halqasi), etti nukleotiddan iborat va majburiy ravishda psevduridil kislota qoldig'ini o'z ichiga oladi. Pseudouridil halqasi tRNKning ribosoma bilan bog'lanishida ishtirok etadi, deb taxmin qilinadi.
4. Dihidroridin yoki D-loop, odatda 8-12 nukleotid qoldiqlaridan iborat bo'lib, ular orasida har doim bir nechta dihidroridin qoldiqlari mavjud. D-halqasi aminoatsil-tRNK sintetaza bilan bog'lanish uchun zarur, deb ishoniladi, u tRNKni aminokislota tomonidan tan olishda ishtirok etadi ("Protein biosintezi" ga qarang),
5. Qo'shimcha halqa, bu turli tRNKlar uchun o'lcham va nukleotid tarkibida farq qiladi.

tRNKning uchinchi darajali tuzilishi endi yonca bargi shaklida emas. “Clover bargi” ning turli qismlaridan nukleotidlar o‘rtasida vodorod bog‘lari hosil bo‘lishi tufayli uning gulbarglari molekula tanasiga o‘raladi va G harfi shakliga o‘xshash qo‘shimcha van der-Vaals bog‘lari bilan shu holatda ushlab turiladi. L. Barqaror uchlamchi strukturaning mavjudligi bu -RNKning yana bir xususiyati, uzoq chiziqli polinukleotidlar m-RNKdan farqli o'laroq. t-RNK ikkilamchi strukturasining turli qismlari uchinchi darajali strukturaning hosil bo'lishi jarayonida qanday egilishini t-RNKning ikkilamchi va uchinchi darajali tuzilish diagrammalarining ranglarini taqqoslash orqali rasmga qarab aniq tushunishingiz mumkin.

Transfer RNK (tRNK) oqsil sintezi jarayonida aminokislotalarni sitoplazmadan ribosomalarga olib boradi. Genetik kodli jadvaldan ko'rinib turibdiki, har bir aminokislota bir nechta nukleotidlar ketma-ketligi bilan kodlangan, shuning uchun har bir aminokislota o'z o'tkazuvchi RNKga ega. Natijada, turli xil tRNKlar mavjud: 20 ta aminokislotalarning har biri uchun birdan oltitagacha. Xuddi shu aminokislotalarni bog'lay oladigan tRNK turlari izoakseptor deb ataladi (masalan, alanin antikodoni GCU, GCC, GCA, GCG kodonlariga komplementar bo'ladigan tRNKga biriktirilishi mumkin). tRNKning o'ziga xosligi yuqori chiziq bilan ko'rsatiladi, masalan: tRNK Ala.

Protein sintezi jarayoni uchun t-RNKning asosiy funksional qismlari quyidagilardir: antikodon - antikodon halqasida joylashgan, xabarchi RNK (i-RNK) kodonini to'ldiruvchi nukleotidlar ketma-ketligi va akseptor qismi - oxiri. t-RNK antikodonga qarama-qarshi bo'lib, unga aminokislota biriktirilgan. Antikodondagi asoslar ketma-ketligi bevosita 3" uchiga biriktirilgan aminokislotalarning turiga bog'liq. Masalan, antikodoni 5"-CCA-3" ketma-ketligiga ega bo'lgan tRNK faqat triptofan aminokislotasini olib yurishi mumkin. ta'kidladiki, bu bog'liqlik tashuvchisi t-RNK bo'lgan genetik ma'lumotni uzatishga asoslangan.

Protein sintezi jarayonida tRNK antikodoni mRNKning genetik kodining (kodon) uch harfli ketma-ketligini taniydi va uni tRNKning boshqa uchiga biriktirilgan yagona mos keladigan aminokislota bilan moslashtiradi. Agar antikodon mRNKning bir qismiga komplementar bo'lsagina, transfer RNK unga qo'shilib, uzatilgan aminokislotalarni oqsil zanjirining shakllanishiga berishi mumkin. T-RNK va mRNKning o'zaro ta'siri ribosomada sodir bo'ladi, u ham tarjimaning faol ishtirokchisi hisoblanadi.

T-RNK uning aminokislotalarini va i-RNK kodonini tanib olish ma'lum bir tarzda sodir bo'ladi:

• "Uning" aminokislotasini tRNK bilan bog'lash ferment - o'ziga xos aminoatsil-tRNK sintetaza yordamida sodir bo'ladi.

  Aminokislotalar ishlatadigan tRNKlar soniga qarab aminoatsil-tRNK sintetazalarining xilma-xilligi mavjud. Ular qisqacha ARSases deb ataladi. Aminoatsil-tRNK sintetazalari to'rtlamchi tuzilishga ega bo'lgan yirik molekulalar (molekulyar og'irligi 100 000 - 240 000). Ular tRNK va aminokislotalarni aniq taniydi va ularning birikmasini katalizlaydi. Bu jarayon uchun ATP talab qilinadi, uning energiyasi karboksil uchidan aminokislotani faollashtirish va uni tRNKning adenozin qabul qiluvchi uchi (ATC) gidroksiliga (3"-OH) biriktirish uchun sarflanadi.Molekulada, deb ishoniladi. Har bir aminoatsil-tRNK sintetazasida kamida uchta bog'lanish markazlari mavjud: aminokislotalar, izoakseptor tRNKlar va ATP uchun bog'lanish markazlarida aminokislotalar tRNKga mos kelganda kovalent bog'lanish hosil bo'ladi. bunday bog'lanish ularning mos kelmasligi ("noto'g'ri" aminokislotalarning tRNKga biriktirilishi) sodir bo'ladi.

  APCazalar tanib olish vaqtida har bir aminokislota uchun tRNKlar assortimentidan tanlab foydalanish imkoniyatiga ega, ya'ni. Tanib olishning etakchi elementi aminokislota bo'lib, o'zining tRNKsi unga moslashtiriladi. Keyinchalik, tRNK oddiy diffuziya orqali unga biriktirilgan aminokislotalarni ribosomalarga o'tkazadi, bu erda protein turli xil aminoatsil-tRNKlar shaklida ta'minlangan aminokislotalardan yig'iladi.

  

  Aminokislotalarning tRNK bilan bog'lanishi

  tRNK va aminokislotalarning bog'lanishi quyidagicha sodir bo'ladi (rasm): aminokislota va ATP molekulasi aminoatsil-tRNK sintetaza bilan biriktiriladi. Keyingi aminoasetatsiya uchun ATP molekulasi ikkita fosfat guruhini olib tashlash orqali energiya chiqaradi. Qolgan AMP (adenozin monofosfat) aminokislotalarga birikadi va uni tRNKning akseptor joyi - akseptor soch ipi bilan bog'lanishga tayyorlaydi. Keyin sintetaza aminokislotaga mos keladigan tegishli tRNKni biriktiradi. Ushbu bosqichda tRNK sintetazasining muvofiqligi tekshiriladi. Agar u mos kelsa, tRNK sintetaza bilan mahkam bog'lanib, uning tuzilishini o'zgartiradi, bu esa aminoatsetillanish jarayonining boshlanishiga olib keladi - tRNKga aminokislota qo'shiladi.

  Aminoatsillanish aminokislotaga biriktirilgan AMP molekulasini tRNK molekulasi bilan almashtirish jarayonida sodir bo'ladi. Ushbu almashtirilgandan so'ng, AMP sintetazadan chiqadi va tRNK oxirgi marta aminokislotalarni tekshirish uchun ushlab turiladi.

  tRNK biriktirilgan aminokislota bilan mos kelishini tekshirish

  tRNKning biriktirilgan aminokislota bilan mosligini tekshirish uchun sintetaza modeli ikkita faol markazning mavjudligini nazarda tutadi: sintetik va tuzatish. Sintetik markazda tRNK aminokislota bilan biriktirilgan. Sintetaza tomonidan tutilgan tRNKning qabul qiluvchi joyi birinchi navbatda AMP bilan bog'langan aminokislotalarni o'z ichiga olgan sintetik markaz bilan aloqa qiladi. tRNK qabul qiluvchi joyining bu kontakti aminokislota biriktirilgunga qadar unga g'ayritabiiy egilish beradi. Aminokislota tRNKning qabul qiluvchi joyiga biriktirilgandan so'ng, bu saytning sintetik markazda bo'lish zarurati yo'qoladi va tRNK unga biriktirilgan aminokislotalarni tuzatish markaziga o'tkazadi. Agar tRNKga biriktirilgan aminokislota molekulasining o'lchami tuzatish markazining o'lchamiga to'g'ri kelmasa, aminokislota noto'g'ri deb tan olinadi va tRNKdan uziladi. Sintetaza keyingi tsiklga tayyor. tRNKga biriktirilgan aminokislota molekulasining o'lchami korreksiya markazining kattaligiga to'g'ri kelganda, aminokislota bilan zaryadlangan tRNK ajralib chiqadi: u oqsillarni tarjima qilishda o'z rolini o'ynashga tayyor. Va sintetaza yangi aminokislotalar va tRNKlarni biriktirishga va tsiklni qayta boshlashga tayyor.

  Noto'g'ri aminokislotalarning sintetaza bilan birikmasi o'rtacha 50 mingtadan 1 ta holatda, noto'g'ri tRNK bilan esa 100 ming ulanishda bir marta sodir bo'ladi.

• m-RNK kodoni va t-RNK antikodonining o'zaro ta'siri komplementarlik va antiparallelizm printsipiga muvofiq sodir bo'ladi.

  tRNKning mRNK kodoni bilan komplementarlik va antiparallelizm tamoyiliga muvofiq o'zaro ta'siri quyidagilarni anglatadi: mRNK kodonining ma'nosi 5"->3" yo'nalishida o'qilganligi sababli, tRNKdagi antikodon 3" yo'nalishi bo'yicha o'qilishi kerak. ->5". Bunday holda, kodon va antikodonning dastlabki ikkita asosi qat'iy ravishda bir-birini to'ldiradi, ya'ni faqat A U va G C juftlari hosil bo'ladi, uchinchi asoslarning juftligi bu printsipdan chetga chiqishi mumkin. Yaroqli juftliklar sxema bo'yicha aniqlanadi:

  Quyidagi diagrammadan kelib chiqadi.

  • tRNK molekulasi faqat 1-toifa kodon bilan bog'lanadi, agar uning antikodonidagi uchinchi nukleotid C yoki A bo'lsa.
  • tRNK 2 turdagi kodonlar bilan bog'lanadi, agar antikodon U yoki G bilan tugasa.
  • Va nihoyat, agar antikodon I (inozin nukleotid) bilan tugasa, tRNK 3 turdagi kodonlar bilan bog'lanadi; Bu holat, xususan, alanin tRNKda uchraydi.

    Bu erdan, o'z navbatida, 61 ta sezgi kodonlarini tan olish, printsipial jihatdan, bir xil emas, balki kamroq miqdordagi turli xil tRNKlarni talab qiladi.

  Ribosomal RNK

  

  Ribosomal RNKlar ribosoma bo'linmalarining shakllanishi uchun asosdir. Ribosomalar oqsil sintezi jarayonida mRNK va tRNKning fazoviy joylashishini ta'minlaydi.

  Har bir ribosoma katta va kichik bo'linmalardan iborat. Subbirliklarga ko'p miqdorda oqsillar va ribosoma RNKlari kiradi, ular tarjimadan o'tmaydi. Ribosomalar, ribosoma RNKlari kabi, Svedberg birliklarida (S) o'lchanadigan cho'kindi koeffitsienti bilan farqlanadi. Bu koeffitsient to'yingan suvli muhitda sentrifugalashda subbirliklarning cho'kish tezligiga bog'liq.

  Har bir eukaryotik ribosoma 80S sedimentatsiya koeffitsientiga ega va odatda 80S zarracha deb ataladi. O'z ichiga oladi

  • cho'kindi koeffitsienti 18S rRNK va turli xil oqsillarning 30 molekulasini o'z ichiga olgan ribosomali RNKni o'z ichiga olgan kichik subbirlik (40S),
  • 3 xil rRNK molekulalarini (bir uzun va ikkita qisqa - 5S, 5.8S va 28S), shuningdek, 45 ta oqsil molekulalarini o'z ichiga olgan yirik subbirlik (60S).

    Subbirliklar ribosomaning "skeleti" ni tashkil qiladi, ularning har biri o'z oqsillari bilan o'ralgan. To'liq ribosomaning cho'kish koeffitsienti molekulaning fazoviy konfiguratsiyasi bilan bog'liq bo'lgan uning ikki bo'linmasining koeffitsientlari yig'indisiga to'g'ri kelmaydi.

  Prokaryotlar va eukariotlardagi ribosomalarning tuzilishi taxminan bir xil. Ular faqat molekulyar og'irlikda farqlanadi. Bakterial ribosoma 70S sedimentatsiya koeffitsientiga ega va 70S zarracha sifatida belgilanadi, bu pastroq cho'kish tezligini ko'rsatadi; o'z ichiga oladi

  • kichik (30S) subunit - 16S rRNK + oqsillar
  • katta subbirlik (50S) - 23S rRNK + 5S rRNK + yirik subbirlik oqsillari (rasm)

  rRNKda azotli asoslar orasida guanin va sitozin miqdori odatdagidan yuqori. Kichik nukleozidlar ham topiladi, lekin tRNKdagi kabi tez-tez emas: taxminan 1%. Bular asosan ribozada metillangan nukleozidlardir. rRNKning ikkilamchi strukturasi ko?plab qo?sh zanjirli hududlar va halqalarga ega (rasm). Bu ikkita ketma-ket jarayonda hosil bo'lgan RNK molekulalarining tuzilishi - DNK transkripsiyasi va RNKning etukligi (qayta ishlash).

  DNK va rRNKni qayta ishlashdan rRNKning transkripsiyasi

  Pre-rRNK rRNK transkriptonlari joylashgan yadrochada hosil bo'ladi. rRNKning DNK dan transkripsiyasi ikkita qo'shimcha RNK polimeraza yordamida sodir bo'ladi. RNK polimeraza I 5S, 5.8S va 28S ni bitta uzun 45S transkripti sifatida transkripsiya qiladi, so'ngra kerakli qismlarga bo'linadi. Bu molekulalarning teng sonini ta'minlaydi. Inson tanasida har bir haploid genomda 45S transkriptini kodlaydigan DNK ketma-ketligining taxminan 250 nusxasi mavjud. Ular 13, 14, 15, 21 va 22-xromosomalarning qisqa qo'llarida beshta klasterli tandem takrorida (ya'ni, birin-ketin juft bo'lib) joylashgan. Bu hududlar 45S ning transkripsiyasi va keyinchalik qayta ishlanishi natijasida yadroviy tashkilotchilar sifatida tanilgan. transkript yadrochada sodir bo'ladi.

  1-xromosomaning kamida uchta klasterida 5S-rRNK genining 2000 nusxasi mavjud. Ularning transkripsiyasi yadrodan tashqarida RNK polimeraza III ishtirokida sodir bo'ladi.

  Qayta ishlash jarayonida pre-rRNKning yarmidan bir oz ko'prog'i qoladi va etuk rRNK chiqariladi. Ba'zi rRNK nukleotidlari modifikatsiyaga uchraydi, bu esa asosiy metillanishdan iborat. Reaksiya metiltransferazalar tomonidan amalga oshiriladi. S-adenosilmetionin metil guruhlarining donori vazifasini bajaradi. Yetuk rRNKlar yadroda sitoplazmadan bu yerga keladigan ribosoma oqsillari bilan birlashadi va kichik va katta ribosoma zarrachalarini hosil qiladi. Yetuk rRNKlar yadrodan sitoplazmaga oqsil bilan kompleksda ko'chiriladi, bu ularni qo'shimcha ravishda yo'q qilishdan himoya qiladi va tashishni osonlashtiradi.

  Ribosomal markazlar

  Ribosomalar boshqa hujayra organellalaridan sezilarli farq qiladi. Sitoplazmada ular ikki holatda bo'ladi: faol bo'lmagan, katta va kichik bo'linmalar bir-biridan ajralganda va faol - o'z funktsiyalarini bajarish paytida - oqsil sintezi, subbirliklar bir-biriga bog'langanda.

  Ribosomal subbirliklarga qo'shilish yoki faol ribosomani yig'ish jarayoni translatsiya boshlanishi deb ataladi. Ushbu yig'ilish qat'iy tartibli tarzda sodir bo'ladi, bu ribosomalarning funktsional markazlari tomonidan ta'minlanadi. Bu markazlarning barchasi ikkala ribosoma bo'linmalarining aloqa yuzalarida joylashgan. Bularga quyidagilar kiradi:

  1. mRNK bog'lanish joyi (M markazi). U 5-9 nukleotidlar uchun mRNKning tarjima qilinmagan 5" fragmentini to'ldiruvchi 18S rRNK bo'limidan hosil bo'ladi.
  2. Peptidil markazi (P-markazi). Tarjima jarayonining boshida boshlang'ich aa-tRNK unga bog'lanadi. Eukariotlarda barcha mRNKlarning boshlang?ich kodoni har doim metioninni kodlaydi, shuning uchun boshlang?ich aa-tRNK ikkita metionin aa-tRNK dan biri bo?lib, i qatori bilan ko?rsatiladi: Met-tRNA i Met. Tarjimaning keyingi bosqichlarida P-markazda peptid zanjirining allaqachon sintezlangan qismini o'z ichiga olgan peptidil-tRNK mavjud.

     Ba'zan ular E-markaz ("chiqish" dan - chiqish) haqida ham gapirishadi, bu erda peptidil bilan aloqasini yo'qotgan tRNK ribosomani tark etishdan oldin harakat qiladi. Biroq, bu markazni P-markazning ajralmas qismi deb hisoblash mumkin.

  3. Aminokislotalar markazi (A-markaz) keyingi aa-tRNK uchun bog'lanish joyidir.
  4. Peptidiltransferaza markazi (PTF markazi) - peptidilning peptidil-tRNK dan A markaziga keladigan keyingi aa-tRNK ga o'tishini katalizlaydi. Bunday holda, yana bir peptid bog'i hosil bo'ladi va peptidil bitta aminokislota bilan uzaytiriladi.

  Aminokislotalar markazida ham, peptidil markazida ham mos keladigan tRNKning antikodon halqasi (aa-tRNK yoki peptidil-tRNK) aniq M-markazga, messenjer RNK bog'lanish markaziga (mRNK bilan o'zaro ta'sir qiluvchi) va akseptor halqasiga qaragan. aminoatsil yoki peptidil PTF markazi bilan.

  Bo'limlar o'rtasida markazlarning taqsimlanishi

  Ribosomal bo'linmalar orasidagi markazlarning taqsimlanishi quyidagicha sodir bo'ladi:

  • Kichik subbirlik. U 18S rRNKni o'z ichiga olganligi sababli, uning hududi mRNK bog'lanadi, M markazi ushbu bo'linmada joylashgan. Bundan tashqari, A-markazning asosiy qismi va P-markazning kichik qismi shu erda joylashgan.
  • Katta kichik birlik. P- va A-markazlarining qolgan qismlari uning aloqa yuzasida joylashgan. P-markazda bu uning asosiy qismi, A-markazda esa bu aa-tRNKning akseptor halqasining aminokislota radikali (aminoatsil) bilan bog'lanish joyi; qolgan qismi va aa-tRNKning ko'p qismi kichik bo'linma bilan bog'lanadi. Katta bo'linma ham PTF markaziga tegishli.
  Bu holatlarning barchasi tarjimani boshlash bosqichida ribosoma yig'ilish tartibini belgilaydi.

  Ribosomaning boshlanishi (ribosomani oqsil sinteziga tayyorlash)

  Protein sintezi yoki tarjimaning o'zi odatda uch fazaga bo'linadi: boshlash (boshlanish), cho'zilish (polipeptid zanjirining kengayishi) va tugatish (oxir). Boshlanish bosqichida ribosoma ishlashga tayyorlanadi: uning bo'linmalari ulanadi. Bakterial va eukaryotik ribosomalarda subbirliklarning ulanishi va translatsiyaning boshlanishi turlicha kechadi.

  Efirni boshlash eng sekin jarayondir. Unda ribosoma bo'linmalaridan tashqari, mRNK va tRNK, GTP va ribosomaning ajralmas komponentlari bo'lmagan uchta oqsilni boshlash omillari (IF-1, IF-2 va IF-3) ishtirok etadi. Boshlanish omillari mRNKning kichik subbirlik va GTP bilan bog'lanishini osonlashtiradi. GTP, gidroliz tufayli, ribosoma bo'linmalarini yopish jarayoni uchun energiya beradi.

  

  1. Initiatsiya kichik bo'linma (40S) IF-3 boshlang'ich omiliga bog'lanishi bilan boshlanadi, bu esa katta bo'linmaning muddatidan oldin bog'lanishiga yo'l qo'ymaydi va mRNKning unga biriktirilishiga imkon beradi.
  2. Keyinchalik, mRNK (5" tarjima qilinmagan hududi bilan) "kichik bo'linma (40S) + IF-3" kompleksiga biriktiriladi. Bunday holda, boshlang'ich kodon (AUG) kelajakdagi peptidil markazi darajasida paydo bo'ladi. ribosoma.
  3. Keyinchalik, "kichik bo'linma + IF-3 + mRNK" kompleksiga yana ikkita boshlang'ich omil qo'shiladi: IF-1 va IF-2, ikkinchisi esa o'zi bilan maxsus o'tkazuvchi RNKni olib yuradi, bu esa boshlang'ich aa-tRNK deb ataladi. Kompleksga GTP ham kiradi.

     Kichik bo'linma o'qish uchun ikkita kodonni taqdim etish uchun mRNK bilan birlashadi. Ulardan birinchisida IF-2 oqsili inisiator aa-tRNKni mahkamlaydi. Ikkinchi kodon IF-1 oqsilini yopadi, u uni bloklaydi va ribosoma to'liq yig'ilguncha keyingi tRNKning qo'shilishiga yo'l qo'ymaydi.

  4. Boshlovchi aa-tRNK, ya'ni Met-tRNA i Met bog'langandan so'ng, mRNK (initiatsion kodoni AUG) bilan to'ldiruvchi o'zaro ta'siri va uning P-markazidagi o'rniga o'rnatilishi tufayli ribosoma bo'linmalarining bog'lanishi sodir bo'ladi. GTP yalpi ichki mahsulot va noorganik fosfatga gidrolizlanadi va bu yuqori energiyali aloqa uzilganda ajralib chiqadigan energiya jarayonning kerakli yo'nalishda davom etishi uchun termodinamik stimul yaratadi. Shu bilan birga, boshlash omillari ribosomani tark etadi.

  Shunday qilib, to'rtta asosiy komponentdan bir turdagi "sendvich" hosil bo'ladi. Bunday holda, yig'ilgan ribosomaning P-markazida mRNKning boshlang'ich kodoni (AUG) va u bilan bog'liq boshlang'ich aa-tRNK paydo bo'ladi. Ikkinchisi birinchi peptid bog'lanish hosil bo'lishida peptidil-tRNK rolini o'ynaydi.

  

  RNK polimeraza tomonidan sintez qilingan RNK transkriptlari odatda post-transkripsiyaviy ishlov berish deb ataladigan keyingi fermentativ o'zgarishlarga uchraydi va shundan keyingina ular o'zlarining funktsional faolligiga ega bo'ladilar. Yetilmagan xabarchi RNKning transkriptlari geterogen yadro RNK (hnRNK) deb ataladi. Ular intronlar va ekzonlarni o'z ichiga olgan juda uzun RNK molekulalarining aralashmasidan iborat. Eukariotlarda hnRNKning kamolotga yetishi (qayta ishlash) bir necha bosqichlarni o'z ichiga oladi, ulardan biri intronlarni olib tashlash - tarjima qilinmagan kiritish ketma-ketliklari va ekzonlarni birlashtirishni o'z ichiga oladi. Jarayon shunday davom etadiki, bir-birini ta'qib qiluvchi ekzonlar, ya'ni mRNKning kodlash qismlari hech qachon fizik jihatdan ajratilmaydi. Ekzonlar kichik yadroviy RNKlar (snRNKlar) deb ataladigan molekulalar yordamida juda aniq bog'langan. Taxminan yuz nukleotiddan tashkil topgan bu qisqa yadro RNKlarining vazifasi uzoq vaqtdan beri noaniq bo'lib qolmoqda. Ularning nukleotidlar ketma-ketligi har bir intronning uchidagi ketma-ketlikni to'ldiruvchi ekanligi aniqlangandan keyin aniqlangan. SnRNK tarkibidagi va katlanm?? intronning uchlarida bazaviy juftlashuv natijasida ikkita ekzonning ketma-ketligi shunday bir-biriga yaqinlashadiki, ularni ajratib turuvchi intronni olib tashlash va ularning fermentativ birikmasini (splaysini) olish mumkin bo'ladi. kodlash fragmentlari (eksonlar). Shunday qilib, snRNK molekulalari ikki ekzonning uchlarini bir-biriga yaqin tutadigan vaqtinchalik shablon rolini o'ynaydi, shuning uchun splays to'g'ri joyda sodir bo'ladi (rasm).

  Intronlarni olib tashlash orqali hnRNKning mRNKga aylanishi splicesome deb ataladigan yadro RNK-oqsil kompleksida sodir bo'ladi. Har bir splaysoma uchta kichik (past molekulyar og'irlikdagi) yadro ribonukleoproteinlari yoki snurplardan tashkil topgan yadroga ega. Har bir snurpda kamida bitta kichik yadro RNK va bir nechta oqsil mavjud. Asosan RNK polimeraza II tomonidan transkripsiya qilingan bir necha yuz xil kichik yadro RNKlari mavjud. Ularning asosiy vazifasi RNK-RNK tipidagi tayanch juftligi orqali o'ziga xos ribonuklein ketma-ketliklarini tanib olishdir, deb ishoniladi. Ul, U2, U4/U6 va U5 hnRNKni qayta ishlash uchun eng muhim hisoblanadi.

  Mitoxondriyal RNK

  Mitoxondriyal DNK uzluksiz halqa bo'lib, 13 polipeptid, 22 tRNK va 2 rRNKni (16S va 23S) kodlaydi. Ko'pgina genlar bitta (og'ir) zanjirda joylashgan, ammo ularning ma'lum bir qismi ham uni to'ldiruvchi engil zanjirda joylashgan. Bunday holda, ikkala ip ham mitoxondriyaga xos RNK polimeraza yordamida uzluksiz transkript sifatida transkripsiyalanadi. Bu ferment yadro gen tomonidan kodlangan. Keyinchalik uzun RNK molekulalari 37 ta alohida turga bo'linadi va mRNK, rRNK va tRNK birgalikda 13 mRNKni tarjima qiladi. Sitoplazmadan mitoxondriyaga kiradigan ko'p miqdordagi qo'shimcha oqsillar yadro genlaridan tarjima qilinadi. Tizimli qizil yuguruk bilan og'rigan bemorlarda o'z tanasining snurp oqsillariga antikorlar mavjud. Bundan tashqari, 15q xromosomasining kichik yadro RNK genlarining ma'lum bir to'plami Prader-Villi sindromi (aqliy zaiflik, past bo'ylilik, semizlik va mushak gipotoniyasining irsiy birikmasi) patogenezida muhim rol o'ynaydi, deb ishoniladi.

  
  

Transfer RNKlari, tuzilishi va funksional mexanizmi.

Transfer RNK (tRNK) hujayra tomonidan irsiy axborotdan foydalanish jarayonida muhim rol o'ynaydi. Peptid zanjirlarini yig'ish joyiga kerakli aminokislotalarni etkazib berish orqali tRNK translatsion vositachi sifatida ishlaydi.

tRNK molekulalari ma'lum DNK ketma-ketliklaridan sintez qilingan polinukleotid zanjirlaridir. Ular nisbatan kam sonli nukleotidlardan iborat -75-95. tRNK polinukleotid zanjirining turli qismlarida joylashgan asoslarning bir-birini to'ldiruvchi bog'lanishi natijasida u shakli bo'yicha yonca bargiga o'xshash tuzilishga ega bo'ladi (3.26-rasm).

Guruch. 3.26. Tipik tRNK molekulasining tuzilishi.

Turli funktsiyalarni bajaradigan to'rtta asosiy qismdan iborat. Qabul qiluvchi"Poya" tRNKning bir-birini to'ldiruvchi ikkita terminal qismidan hosil bo'ladi. U ettita asosiy juftlikdan iborat. Ushbu poyaning 3" uchi biroz uzunroq bo'lib, erkin OH guruhiga ega bo'lgan CCA ketma-ketligi bilan tugaydigan bir ipli hududni hosil qiladi. Tashish qilingan aminokislotalar bu uchga biriktirilgan. Qolgan uchta shoxchalar bir-birini to'ldiruvchi juftlashgan nukleotidlar ketma-ketligi bilan tugaydi. ilmoqlarni hosil qiluvchi juftlanmagan hududlarda bu shoxlarning o'rtasi - antikodon - besh juft nukleotiddan iborat bo'lib, o'z halqasining markazida antikodon mavjud bo'lib, u tashiladigan aminokislotalarni kodlaydigan mRNK kodonini to'ldiruvchi uchta nukleotiddir. bu tRNK tomonidan peptid sintezi joyiga.

Akseptor va antikodon shoxlari o'rtasida ikkita yon shoxchalar mavjud. Ularning halqalarida ular o'zgartirilgan asoslarni o'z ichiga oladi - dihidroridin (D-loop) va triplet TpsC, bu erda \y psevdoridin (T^C-loop).

Aitikodon va T ^ C shoxlari o'rtasida qo'shimcha halqa, shu jumladan 3-5 dan 13-21 gacha nukleotidlar mavjud.

Umuman olganda, har xil turdagi tRNKlar nukleotidlar ketma-ketligining ma'lum bir doimiyligi bilan tavsiflanadi, ular ko'pincha 76 nukleotiddan iborat. Ularning sonining o'zgarishi, asosan, qo'shimcha halqadagi nukleotidlar sonining o'zgarishi bilan bog'liq. tRNK tuzilishini qo'llab-quvvatlovchi komplementar hududlar odatda saqlanib qoladi. Nukleotidlar ketma-ketligi bilan aniqlangan tRNKning birlamchi strukturasi tRNKning ikkilamchi strukturasini hosil qiladi, uning shakli yonca bargiga o'xshaydi. O'z navbatida, ikkilamchi struktura uch o'lchovli uchinchi tuzilmani aniqlaydi, bu esa ikkita perpendikulyar joylashgan ikkita spiralning shakllanishi bilan tavsiflanadi (3.27-rasm). Ulardan biri qabul qiluvchi va Tps novdalari, ikkinchisini antikodon va D shoxchalari hosil qiladi.

Tashish qilingan aminokislota qo'sh spirallardan birining oxirida, antikodon ikkinchisining oxirida joylashgan. Bu joylar bir-biridan imkon qadar uzoqroqda joylashgan. tRNKning uchinchi darajali strukturasining barqarorligi uning turli qismlarida joylashgan, lekin uchinchi darajali tuzilishda fazoviy jihatdan yaqin joylashgan polinukleotid zanjirining asoslari o?rtasida qo?shimcha vodorod bog?lanishlarining paydo bo?lishi hisobiga saqlanadi.

Har xil turdagi tRNKlar o'xshash uchinchi tuzilishga ega, garchi ba'zi o'zgarishlarga ega.

Guruch. 3.27. tRNKning fazoviy tashkil etilishi:

I - birlamchi tuzilishi (zanjirdagi nukleotidlar ketma-ketligi) bilan belgilanadigan "yonda bargi" ko'rinishidagi tRNKning ikkilamchi tuzilishi;

II - tRNKning uchinchi darajali tuzilishining ikki o'lchovli proyeksiyasi;

III - tRNK molekulasining fazoda joylashishi diagrammasi

ILOVA (agar kimdir buni tushunmasa)

Chaqmoq tishlari - nukleotidlar (Adenin-Timin/Uratsil/, Guanin-Tsitazin). Barcha chaqmoqlar DNKdir.

DNKdan ma'lumotni uzatish uchun 2 ta ipni sindirish kerak. A-T va G-C o'rtasidagi bog'lanish vodoroddir, shuning uchun u Helikaz fermenti tomonidan osonlikcha buziladi:

Tugunlar paydo bo'lishining oldini olish uchun (misol sifatida men sochiqni buradim):

Zanjirning burilishiga yo'l qo'ymaslik uchun replikatsiya boshlanishidagi bitta DNK zanjiri topoizomeraz tomonidan kesiladi.

Bir ip bo'sh bo'lsa, ikkinchisi o'z o'qi atrofida osongina aylanishi mumkin va shu bilan "echish" paytida kuchlanishni engillashtiradi. Tugunlar paydo bo'ladi, energiya tejaladi.

Keyin RNKni yig'ishni boshlash uchun RNK primeri kerak bo'ladi. mRNKni yig'adigan oqsil oddiygina birinchi nukleotidni yig'a olmaydi, uni boshlash uchun RNK bo'lagi kerak (u erda batafsil yozilgan, keyinroq yozaman). Ushbu qism RNK primeri deb ataladi. Va bu protein allaqachon unga birinchi nukleotidni biriktiradi.

Hujayralar sitoplazmasi RNKning uchta asosiy funktsional turini o'z ichiga oladi:

• oqsil sintezi uchun shablon vazifasini bajaradigan xabarchi RNKlar (mRNKlar);
• ribosomalarning tarkibiy qismlari sifatida ishlaydigan ribosoma RNKlari (rRNKlar);
• mRNK ma'lumotlarini oqsil molekulasining aminokislotalar ketma-ketligiga tarjima qilishda (translyatsiya qilishda) ishtirok etadigan RNKlarni (tRNK) o'tkazish.

Yadro RNK hujayra yadrosida joylashgan bo'lib, umumiy hujayra RNKning 4-10% ni tashkil qiladi. Yadro RNKning asosiy qismi ribosoma va transfer RNKning yuqori molekulyar og'irlikdagi prekursorlari bilan ifodalanadi. Yuqori molekulyar og'irlikdagi rRNKning prekursorlari (28 S, 18 S va 5 S RNK) asosan yadroda joylashgan.

RNK hisoblanadi asosiy genetik material ba'zi hayvonlar va o'simliklar viruslarida (genomik RNK). Aksariyat RNK viruslari teskari transkriptaza tomonidan boshqariladigan RNK genomining teskari transkripsiyasi bilan tavsiflanadi.

Barcha ribonuklein kislotalar ribonukleotid polimerlari, DNK molekulasidagi kabi 3"5"-fosforodiester bog'lari bilan bog'langan. Ikki zanjirli tuzilishga ega bo'lgan DNKdan farqli o'laroq, RNK bir zanjirli chiziqli polimer molekulalari.

mRNKning tuzilishi. mRNK kattaligi va barqarorligi bo'yicha RNKning eng heterojen sinfidir. Hujayralardagi mRNK ning miqdori RNKning umumiy miqdorining 2-6% ni tashkil qiladi. mRNKlar tsistronlar deb ataladigan bo'limlardan iborat bo'lib, ular kodlagan oqsillardagi aminokislotalarning ketma-ketligini aniqlaydi.

tRNKning tuzilishi . Transfer RNKlari mRNKni tarjima qilishda vositachi (adapter) vazifasini bajaradi. Ular umumiy hujayrali RNKning taxminan 15% ni tashkil qiladi. 20 ta proteinogen aminokislotalarning har biri o'z tRNKsiga ega. Ikki yoki undan ortiq kodonlar tomonidan kodlangan ba'zi aminokislotalar uchun bir nechta tRNK mavjud. tRNKlar 70-93 nukleotiddan tashkil topgan nisbatan kichik bir zanjirli molekulalardir. Ularning molekulyar massasi (2,4-3,1).104 kDa.

tRNKning ikkilamchi tuzilishi azotli asoslarning molekula ichidagi to'ldiruvchi juftlari o'rtasida maksimal miqdordagi vodorod bog'lari hosil bo'lishi tufayli hosil bo'ladi. Bu bog'larning hosil bo'lishi natijasida tRNK polinukleotid zanjiri buralib, juftlashtirilmagan nukleotidlar halqalari bilan tugaydigan spiral shoxchalarni hosil qiladi. Barcha tRNKlarning ikkilamchi tuzilmalarining fazoviy tasviri shaklga ega yonca bargi.

"Clover bargi" da bor to'rtta talab qilinadigan filiallar, uzunroq tRNKlar ham o'z ichiga oladi qisqa beshinchi (qo'shimcha) filial. tRNK ning adapter funktsiyasini akseptor shoxcha ta'minlaydi, uning 3" uchiga aminokislota qoldig'i ester bog'i bilan biriktiriladi va akseptor shoxiga qarama-qarshi bo'lgan antikodon shoxchasi bo'lib, uning yuqori qismida halqa mavjud. antikodon - bu mRNK kodoniga antiparallel yo'nalishda to'ldiruvchi, tegishli aminokislotalarni kodlaydigan nukleotidlarning o'ziga xos uchligi.

Pseudouridin halqasini (TyC-loop) olib yuruvchi T-novdasi tRNKning ribosomalar bilan o'zaro ta'sirini ta'minlaydi.

Dehidroridin halqasini o'z ichiga olgan D-novdasi tRNKning tegishli aminoatsil-tRNK sintetaza bilan o'zaro ta'sirini ta'minlaydi.

tRNKning ikkilamchi tuzilishi

Beshinchi qo'shimcha filialning funktsiyalari hozirgacha juda oz o'rganilgan, ehtimol u turli tRNK molekulalarining uzunligini tenglashtiradi.

tRNKning uchinchi darajali tuzilishi juda ixcham va L shaklidagi strukturani hosil qilish uchun yonca bargining alohida shoxlarini qo'shimcha vodorod bog'lari orqali birlashtirib hosil bo'ladi. "tirsak egilishi". Bunday holda, aminokislotalarni bog'laydigan qabul qiluvchi qo'l molekulaning bir uchida, antikodon ikkinchi uchida joylashgan.

tRNKning uchinchi darajali tuzilishi (A.S. Spirin bo'yicha)

rRNK va ribosomalarning tuzilishi . Ribosomal RNKlar ribosomalarni hosil qilish uchun o'ziga xos oqsillar bog'langan iskala hosil qiladi. Ribosomalar- Bu mRNKda oqsil sintezini ta'minlovchi nukleoprotein organellalari. Hujayradagi ribosomalar soni juda ko'p: prokariotlarda 104 tadan eukariotlarda 106 tagacha. Ribosomalar asosan sitoplazmada, eukariotlarda, bundan tashqari, yadroda, mitoxondriyal matritsada va xloroplastlarning stromasida lokalizatsiya qilingan. Ribosomalar ikkita kichik birlikdan iborat: katta va kichik. Hajmi va molekulyar og'irligiga qarab, barcha o'rganilgan ribosomalar 3 guruhga bo'linadi - prokariotlarning 70S ribosomalari (S-cho'kish koeffitsienti), kichik 30S va katta 50S kichik zarrachalardan iborat; Eukariotlarning 80S ribosomalari 40S kichik va 60S katta bo?linmalardan iborat.

Kichik zarracha 80S ribosoma bir rRNK molekulasi (18S) va turli oqsillarning 33 molekulasidan hosil bo'ladi. Katta kichik zarracha uchta rRNK molekulasi (5S, 5.8S va 28S) va taxminan 50 ta oqsildan hosil bo'ladi.

rRNKning ikkilamchi tuzilishi molekulaning qisqa ikki ipli bo'limlari - soch iplari (rRNKning 2/3 qismi) tufayli hosil bo'ladi, 1/3 qismi ifodalanadi. bir qatorli bo'limlar, purin nukleotidlariga boy.

Aminoatsil-tRNK sintetaza (ARCase) sintetaza fermenti bo'lib, ma'lum bir aminokislotaning tegishli tRNK molekulasi bilan esterifikatsiya reaktsiyasida aminoatsil-tRNK hosil bo'lishini katalizlaydi. Har bir aminokislota o'zining aminoatsil-tRNK sintetazasiga ega. ARSazalar oqsil tarkibiga kiritilgan aminokislotalarning genetik kodining (tRNK antikodon) nukleotid tripletlari bilan mos kelishini ta'minlaydi va shu bilan ribosomalarda oqsil sintezi jarayonida mRNKdan genetik ma'lumotni keyingi o'qishning to'g'riligini ta'minlaydi. Aksariyat APCazalar 1, 2 yoki 4 ta bir xil polipeptid zanjirlaridan iborat. Polipeptid zanjirlarining molekulyar og'irligi 30-140 ming. Ko'p APCazlar ikkita faol markazni o'z ichiga oladi. 3 ta uchastka mavjud. Birinchi mintaqaning o'ziga xosligi yo'q, u barcha fermentlar uchun bir xil; Ikkinchi mintaqa qat'iy o'ziga xoslikka ega, bu erda ma'lum bir AK biriktiriladi, shuning uchun u ARSaz deb ataladi, masalan, metioninni biriktirsa, u metionil-tRNK sintetaza deb ataladi; Uchinchi mintaqa ham qat'iy o'ziga xos mintaqadir va faqat ma'lum bir tRNK bilan bog'lanishi mumkin. Shunday qilib, ferment aminokislotalar va tRNKni tanib olish uchun zarurdir.

APCaselar tomonidan katalizlanadigan reaktsiyalarning o'ziga xosligi juda yuqori, bu tirik hujayradagi oqsil sintezining aniqligini belgilaydi. Agar A. tuzilishi o?xshash aminokislotaga ega tRNKning noto?g?ri aminoatsillanishini amalga oshirsa, bir xil APCase tomonidan katalizlangan noto?g?ri AA-tRNKlarning AA va tRNKga gidrolizlanishi orqali korreksiya sodir bo?ladi. Sitoplazmada xloroplastlarning to'liq to'plami mavjud va mitoxondriyalar o'z APCazlariga ega;

RNKni uzatish. Tuzilishi, funktsiyalari. Ribosomalarning tuzilishi.

Barcha tRNKlar birlamchi tuzilishida ham, nukleotid qoldiqlari asoslari o?rtasidagi o?zaro ta'sir tufayli polinukleotid zanjirining ikkilamchi tuzilishga burmalanishida ham umumiy xususiyatlarga ega.

tRNKning birlamchi tuzilishi

tRNKlar nisbatan kichik molekulalar bo'lib, ularning zanjirlarining uzunligi 74 dan 95 gacha nukleotid qoldiqlari orasida o'zgarib turadi. Barcha tRNKlar ikkita sitozin qoldig'i va bitta adenozin qoldig'idan (CCA end) qurilgan bir xil 3" uchiga ega. Bu aminokislota qoldig'i bilan aminoatsil-tRNK hosil bo'lishida bog'langan 3" terminal adenozindir. CCA uchi ko'plab tRNKlarga maxsus ferment yordamida biriktirilgan. Aminokislota (antikodon) uchun kodonni to'ldiruvchi nukleotid tripleti taxminan tRNK zanjirining o'rtasida joylashgan. Ketma-ketlikning ma'lum pozitsiyalarida deyarli barcha turdagi tRNKlar bir xil (saqlangan) nukleotid qoldiqlarini o'z ichiga oladi. Ba'zi pozitsiyalarda faqat purin yoki faqat pirimidin asoslari bo'lishi mumkin (ular yarim konservativ qoldiqlar deb ataladi).

Barcha tRNK molekulalari ko'p miqdorda (barcha qoldiqlarning 25% gacha) turli xil modifikatsiyalangan nukleozidlarning mavjudligi bilan tavsiflanadi, ko'pincha kichik deb ataladi. Ular molekulalarning turli joylarida, ko'p hollarda aniq belgilangan, oddiy nukleozid qoldiqlarini maxsus fermentlar yordamida o'zgartirish natijasida hosil bo'ladi.

tRNKning ikkilamchi tuzilishi

zanjirning ikkilamchi tuzilishga katlanishi zanjir bo'limlarining o'zaro to'ldirilishi tufayli sodir bo'ladi. Uchta zanjir bo'lagi o'z-o'zidan buklanganda bir-birini to'ldiruvchi bo'lib, soch turmagiga o'xshash tuzilmalarni hosil qiladi. Bundan tashqari, 5" uchi zanjirning 3" uchiga yaqin bo'lgan hududni to'ldiradi, ularning antiparallel joylashuvi bilan; ular qabul qiluvchi poya deb ataladigan poyani hosil qiladi. Natijada, "yonda bargi" deb ataladigan to'rtta poya va uchta halqa mavjudligi bilan tavsiflangan tuzilish paydo bo'ladi. Poya va halqa shoxcha hosil qiladi. Pastki qismida antikodon shoxchasi joylashgan bo'lib, uning halqasining bir qismi sifatida antikodon tripleti mavjud. Buning chap va o'ng tomonida D va T shoxlari joylashgan bo'lib, ularning halqalarida g'ayrioddiy saqlanib qolgan nukleozidlar dihidroridin (D) va timidin (T) mavjudligi sababli nomlangan. O'rganilgan barcha tRNKlarning nukleotidlar ketma-ketligi o'xshash tuzilmalarga katlanishi mumkin. Uchta yonca bargi halqasidan tashqari, tRNK qo'shimcha yoki o'zgaruvchan halqaga (V-loop) ham ega. Uning o'lchamlari turli xil tRNKlar orasida keskin farq qiladi, 4 dan 21 nukleotidgacha va oxirgi ma'lumotlarga ko'ra, 24 nukleotidgacha.

tRNKning fazoviy (uchlamchi) tuzilishi

Ikkilamchi tuzilish elementlarining o'zaro ta'siri tufayli uchinchi darajali tuzilma hosil bo'ladi, u lotincha L harfiga o'xshashligi sababli L-shakl deb ataladi (2 va 3-rasm). Asosiy stacking orqali qabul qiluvchi poya va yonca bargi T poyasi bitta uzluksiz qo‘sh spirali, qolgan ikkita poya antikodon va D esa yana bir uzluksiz qo‘sh spirali hosil qiladi. Bunday holda, D- va T-looplar bir-biriga yaqinlashadi va qo'shimcha, ko'pincha g'ayrioddiy, tayanch juftlarini shakllantirish orqali bir-biriga mahkamlanadi. Konservativ yoki yarim konservativ qoldiqlar, qoida tariqasida, bu juftlarning shakllanishida ishtirok etadi. Shunga o'xshash uchinchi darajali o'zaro ta'sirlar L-tuzilmasining boshqa qismlarini birlashtiradi

Transfer RNK (tRNK) ning asosiy maqsadi ribosomaga faollashtirilgan aminokislota qoldiqlarini yetkazib berish va matritsadagi genetik kod yoki ma'lumot, RNK (mRNK) tomonidan yozilgan dasturga muvofiq sintezlangan oqsil zanjiriga kiritilishini ta'minlashdir.

Ribosomalarning tuzilishi.

Ribosomalar - bu ribonukleoprotein hosilalari - aminokislotalar oqsillarga birikadigan "zavod" turi. Eukaryotik ribosomalar cho‘kma konstantasi 80S bo‘lib, 40S (kichik) va 60S (katta) bo‘linmalardan iborat. Har bir subbirlik rRNK va oqsillarni o'z ichiga oladi.

Proteinlar bir nusxada ribosoma bo'linmalarining bir qismi bo'lib, aminokislota yoki peptid bilan bog'langan mRNK va tRNK o'rtasidagi o'zaro ta'sirni ta'minlaydigan tizimli funktsiyani bajaradi.

mRNK ishtirokida 40S va 60S subbirliklari birlashib, to?liq ribosomani hosil qiladi, uning og?irligi gemoglobin molekulasining massasidan taxminan 650 baravar katta.

Ko'rinib turibdiki, rRNK ribosomalarning asosiy strukturaviy va funktsional xususiyatlarini aniqlaydi, xususan, ribosoma bo'linmalarining yaxlitligini ta'minlaydi, ularning shakli va bir qator tuzilish xususiyatlarini aniqlaydi.

Katta va kichik bo'linmalarning birlashishi xabarchi RNK (mRNK) ishtirokida sodir bo'ladi. Bir mRNK molekulasi odatda bir nechta ribosomalarni munchoqlar qatori kabi bir-biriga bog'laydi. Ushbu tuzilish polisoma deb ataladi. Polisomalar sitoplazmaning asosiy moddasida erkin joylashadi yoki qo'pol sitoplazmatik retikulumning membranalariga biriktiriladi. Ikkala holatda ham ular faol oqsil sintezi joyi bo'lib xizmat qiladi.

Endoplazmatik retikulum singari ribosomalar ham faqat elektron mikroskop yordamida topilgan. Ribosomalar hujayra organellalarining eng kichik qismidir.

Ribosomada tRNK molekulalarining biriktirilishi uchun 2 ta markaz mavjud: aminoatsil (A) va peptidil (P) markazlari, ularning shakllanishida ikkala subbirlik ham ishtirok etadi. A va P markazlari birgalikda 2 ta kodonga teng mRNK hududini o'z ichiga oladi. Tarjima paytida A markazi aa-tRNKni bog'laydi, uning tuzilishi ushbu markaz hududida joylashgan kodon tomonidan belgilanadi. Ushbu kodonning tuzilishi o'sib borayotgan polipeptid zanjiriga qo'shiladigan aminokislotalarning tabiatini kodlaydi. P markazini peptidil-tRNK egallaydi, ya'ni. tRNK allaqachon sintez qilingan peptid zanjiri bilan bog'langan.

Eukariotlarda ikki xil ribosomalar mavjud: hujayralar sitoplazmasida joylashgan "erkin" va endoplazmatik retikulum (ER) bilan bog'langan. ER bilan bog'liq ribosomalar qon plazmasiga chiqariladigan va ER oqsillari, Golji apparati membranasi, mitoxondriyalar yoki lizosomalarning yangilanishida ishtirok etadigan "eksport uchun" oqsillarni sintez qilish uchun javobgardir.

Polipeptid molekulasining sintezi. Boshlanish va cho'zilish.

Protein sintezi tsiklik, ko'p bosqichli, energiyaga bog'liq jarayon bo'lib, unda erkin aminokislotalar polipeptidlarni hosil qilish uchun genetik jihatdan aniqlangan ketma-ketlikda polimerlanadi.

Matritsa oqsili sintezining ikkinchi bosqichi, ribosomada sodir bo'ladigan haqiqiy tarjima shartli ravishda uch bosqichga bo'linadi: boshlash, cho'zilish va tugatish.

Boshlash.

Yagona mRNKga transkripsiyalangan DNK ketma-ketligi 5' uchida qidirishdan boshlanib, 3' uchida terminator bilan tugaydi, transkripsiya birligi bo'lib, "gen" tushunchasiga mos keladi. Gen ifodasini nazorat qilish tarjimani boshlash bosqichida amalga oshirilishi mumkin. Ushbu bosqichda RNK polimeraza promotorni - 41-44 bp uzunlikdagi fragmentni taniydi. Transkripsiya 5`-3` yo'nalishda yoki chapdan o'ngga sodir bo'ladi. tRNK sintezi boshlanadigan boshlang'ich nukleotidning o'ng tomonida joylashgan ketma-ketliklar + belgisi bilan (+1,+2..) va chapda - (-1,-2) belgisi bilan raqamlar bilan belgilanadi. Shunday qilib, DNK polimeraza biriktirilgan DNK hududi koordinatalari taxminan -20 dan +20 gacha bo'lgan hududni egallaydi. Barcha promotorlar bir xil nukleotidlar ketma-ketligini o'z ichiga oladi, ular saqlanib qolgan deb ataladi. Bunday ketma-ketliklar RNK polimerazalari tomonidan tan olingan signallar bo'lib xizmat qiladi. Boshlanish nuqtasi odatda purin hisoblanadi. Buning darhol chap tomonida 6-9 bp Pribnow ketma-ketligi (yoki quti) sifatida tanilgan: TATAAT. U biroz farq qilishi mumkin, lekin birinchi ikkita asos ko'pchilik promouterlarga kiritilgan. Taxminlarga ko'ra, u ikkita vodorod aloqasi bilan bog'langan AT juftlariga boy mintaqa tomonidan yaratilganligi sababli, bu joydagi DNK alohida zanjirlarga osonroq bo'linadi. Bu RNK polimeraza ishlashi uchun sharoit yaratadi. Shu bilan birga, Pribnow qutisi mRNK sintezi chapdan o'ngga, ya'ni 5`-3` gacha davom etishi uchun orientatsiya uchun zarurdir. Pribnov qutisining markazi nukleotid -10 da joylashgan. Shunga o'xshash tarkibdagi ketma-ketlik 35-pozitsiyada markazlashtirilgan boshqa mintaqada joylashgan. 9 bp dan iborat ushbu mintaqa 35-ketma yoki tanib olish hududi deb belgilangan. Bu omil bog'langan joy bo'lib, shu bilan RNK polimeraza maxsus oqsillarsiz transkripsiyani boshlay olmaydigan samaradorlikni aniqlaydi. Ulardan biri CAP yoki CRP omilidir.

Eukariotlarda RNK polimeraza II bilan o'zaro ta'sir qiluvchi promotorlar batafsilroq o'rganilgan. Ular koordinatalari -25, -27 nuqtalarda, shuningdek, boshlang'ich nuqtalarda joylashgan uchta gomologik bo'limni o'z ichiga oladi. Boshlang?ich asoslari adenin bo?lib, uning ikki tomonida pirimidinlar joylashgan. 19-25 bp masofada. 7 bp saytning chap tomonida joylashgan. TATA ketma-ketligi yoki Hogness qutisi sifatida tanilgan TATAA ko'pincha GC juftlariga boy hududlar bilan o'ralgan. Hatto chap tomonda -70 dan -80 gacha bo'lgan pozitsiyalarda CAAT qutisi deb ataladigan GTZ yoki CAATCT ketma-ketligi joylashgan. Taxminlarga ko'ra, TATA ketma-ketligi boshlang'ich nukleotidni tanlashni, CAAT esa RNK polimerazasining DNK shabloniga birlamchi ulanishini nazorat qiladi.

Cho'zilish. mRNK cho'zilish bosqichi DNKning cho'zilishiga o'xshaydi. U kashshoflar sifatida ribonukleotid trifosfatlarni talab qiladi. Transkripsiya uzayish bosqichi, ya'ni mRNK zanjirining o'sishi pirofosfat ajralib chiqishi bilan zanjirning 3'-uchiga ribonukleotid monofosfatlarning biriktirilishi bilan sodir bo'ladi. Eukariotlarda nusxa ko'chirish odatda DNKning (genning) cheklangan qismida sodir bo'ladi, ammo prokariotlarda ba'zi hollarda transkripsiya bitta operon va bitta umumiy promotorni tashkil etuvchi bir nechta bog'langan genlar orqali ketma-ket sodir bo'lishi mumkin. Bunday holda, polikistronik mRNK hosil bo'ladi.

Laktoza operoni misolida gen faolligini tartibga solish.

Laktoza operoni bakteriyalarning polikistronik operoni bo'lib, laktoza metabolizmi uchun genlarni kodlaydi.

Ichak tayoqchasida laktoza almashinuvi genlarining ifodalanishini tartibga solish birinchi marta 1961 yilda olimlar F. Yakob va J. Monod tomonidan tasvirlangan. Bakterial hujayra laktoza almashinuvida ishtirok etuvchi fermentlarni faqat atrof-muhitda laktoza mavjud bo'lganda va hujayrada glyukoza bo'lmasa sintez qiladi.

Laktoza operoni uchta strukturaviy gen, promotor, operator va terminatordan iborat. Taxminlarga ko'ra, operon repressor oqsilni kodlaydigan regulyator genini ham o'z ichiga oladi.

Laktoza operonining strukturaviy genlari - lacZ, lacY va lacA:

lacZ laktoza disaxaridini glyukoza va galaktozaga parchalaydigan b-galaktozidaza fermentini kodlaydi;

lacY laktozani hujayra ichiga olib o'tuvchi membrana transport oqsili b-galaktozid o'tkazuvchanligini kodlaydi.

lacA atsetil guruhini asetil-KoA dan beta-galaktozidlarga o'tkazuvchi ferment b-galaktozid transatsetilazani kodlaydi.

Har bir operonning boshida maxsus gen - operator geni mavjud. Bitta m-RNK odatda bitta operonning strukturaviy genlarida hosil bo'ladi va bu genlar bir vaqtning o'zida faol yoki harakatsiz bo'lishi mumkin. Qoida tariqasida, operondagi strukturaviy genlar repressiya holatidadir.

Promotor - DNKning RNK polimeraza fermenti tomonidan tan olingan bo'limi bo'lib, u operonda m-RNK sintezini ta'minlaydi, undan oldin DNKning faollashtiruvchi oqsili bo'lgan Sar oqsili biriktirilgan qismi joylashgan. DNKning bu ikki qismi 85 juft nukleotiddan iborat. Promotordan keyin operon 21 juft nukleotiddan iborat bo'lgan operator genini o'z ichiga oladi, odatda regulyator gen tomonidan ishlab chiqarilgan repressor oqsili operator genining orqasida bo'shliq (bo'shliq) mavjud. Spacerlar DNK molekulasining turli uzunlikdagi (ba'zan 20 000 ta asosiy juftlik) ma'lumotga ega bo'lmagan qismlari bo'lib, ular qo'shni genning transkripsiya jarayonini tartibga solishda ishtirok etadilar.

Operon terminator bilan tugaydi - bu operonda m-RNK sintezi uchun to'xtash signali bo'lib xizmat qiluvchi DNKning kichik qismi.

Qabul qiluvchi genlar strukturaviy genlarning faoliyatini tartibga soluvchi turli oqsillarni biriktiruvchi joy bo'lib xizmat qiladi. Agar laktoza hujayra ichiga kirib boradigan bo'lsa (bu holda u induktor deb ataladi) regulyator gen tomonidan kodlangan oqsillarni blokirovka qilsa, u holda ular operator geniga ulanish qobiliyatini yo'qotadi. Operator geni faol holatga o'tadi va strukturaviy genlarni ishga tushiradi.

RNK polimeraza, Cap oqsili (aktivator oqsili) yordamida promotorga birikadi va operon bo'ylab harakatlanib, pro-m-RNKni sintez qiladi. Transkripsiya paytida m-RNK bitta operondagi barcha strukturaviy genlardan genetik ma'lumotni o'qiydi. Ribosomaga tarjima qilish jarayonida bir nechta turli xil polipeptid zanjirlari m-RNK tarkibidagi kodonlarga muvofiq sintezlanadi - har bir zanjirning tarjimasining boshlanishi va tugashini ta'minlaydigan nukleotidlar ketma-ketligi. Laktoza operoni misolida ko'rib chiqilgan gen funktsiyasini tartibga solish turi oqsil sintezining salbiy induksiyasi deb ataladi.

Triptofan operoni misolida gen faolligini tartibga solish.

Genlarni tartibga solishning yana bir turi - E.coUda aminokislotalar triptofonining sintezini boshqaradigan operon misolida o'rganilgan salbiy repressiya. Ushbu operon 6700 juft nukleotiddan iborat bo'lib, 5 ta strukturaviy gen, operator geni va ikkita promotorni o'z ichiga oladi. Regulyator geni trp operonning ishlashiga ta'sir qilmaydigan tartibga soluvchi oqsilning doimiy sintezini ta'minlaydi. Hujayrada triptofan ko'p bo'lsa, ikkinchisi tartibga soluvchi oqsil bilan bog'lanadi va uni operon bilan bog'laydigan va mos keladigan m-RNK sintezini bostiradigan tarzda o'zgartiradi.

Genetik faoliyatning salbiy va ijobiy nazorati.

Ijobiy induksiya deb ataladigan narsa ham ma'lum, regulyator genining oqsil mahsuloti operonning ishlashini faollashtirganda, ya'ni. repressor emas, balki faollashtiruvchi bu bo'linish shartli bo'lib, operonning akseptor qismining tuzilishi va prokariotlarda gen regulyatorining ta'siri juda xilma-xildir.

Prokaryotlarda operondagi strukturaviy genlar soni birdan o'n ikkigacha; Operonda bir yoki ikkita promouter va terminator bo'lishi mumkin. Bitta operonda lokalizatsiya qilingan barcha strukturaviy genlar, qoida tariqasida, biokimyoviy reaktsiyalarning bir zanjirini ta'minlaydigan fermentlar tizimini boshqaradi. Hujayrada bir nechta operonlarni tartibga solishni muvofiqlashtiruvchi tizimlar mavjudligiga shubha yo'q.

m-RNK sintezini faollashtiruvchi oqsillar gen akseptorining birinchi qismiga - operatorga, uning oxiriga esa m-RNK sintezini bostiruvchi repressor oqsillarga biriktiriladi. Bitta gen bir nechta oqsillardan biri tomonidan boshqariladi, ularning har biri mos keladigan qabul qiluvchi joyga biriktiriladi. Turli xil genlar umumiy regulyatorlarga va bir xil operator hududlariga ega bo'lishi mumkin. Gen regulyatorlari bir vaqtning o'zida harakat qilmaydi. Birinchidan, biri darhol bir guruh genlarni ishga tushiradi, keyin bir muncha vaqt o'tgach, ikkinchisi boshqa guruhga aylanadi, ya'ni. gen faolligini tartibga solish "kaskadlar" da sodir bo'ladi va bir bosqichda sintez qilingan oqsil keyingi bosqichda oqsil sintezining regulyatori bo'lishi mumkin.

Xromosomalarning tuzilishi. Karyotip. Idiogramma. Xromosoma tuzilishi modellari.

Eukaryotik xromosomalar murakkab tuzilishga ega. Xromosomaning asosini sezilarli uzunlikdagi dezoksiribonuklein kislotasining (DNK) chiziqli (halqada yopilmagan) makromolekulasi tashkil etadi (masalan, inson xromosomalarining DNK molekulalarida 50 dan 245 million juft azotli asoslar mavjud). Cho'zilganida, inson xromosomasining uzunligi 5 sm ga etishi mumkin, unga qo'shimcha ravishda xromosoma beshta maxsus oqsillarni - H1, H2A, H2B, H3 va H4 (gistonlar deb ataladi) va bir qator giston bo'lmagan oqsillarni o'z ichiga oladi. . Gistonlarning aminokislotalar ketma-ketligi yuqori darajada saqlanadi va organizmlarning eng xilma-xil guruhlarida amalda farq qilmaydi. Interfazada xromatin kondensatsiyalanmaydi, lekin bu vaqtda ham uning iplari DNK va oqsillar majmuasidir. Xromatin deoksiribonukleoprotein bo'lib, yorug'lik mikroskopida yupqa iplar va granulalar shaklida ko'rinadi. DNK makromolekulasi H2A, H2B, H3 va H4 giston oqsillarining oktomerlarini (sakkizta oqsil globulasidan tashkil topgan tuzilmalar) o'rab, nukleosomalar deb ataladigan tuzilmalarni hosil qiladi.

Umuman olganda, butun tuzilish biroz boncuklarga o'xshaydi. H1 oqsili bilan bog'langan bunday nukleosomalar ketma-ketligi diametri taxminan 10 nm bo'lgan nukleofilament yoki nukleosoma ipi deb ataladi.

Kondensatsiyalangan xromosoma X shakliga ega (ko'pincha teng bo'lmagan qo'llar bilan), chunki replikatsiya natijasida hosil bo'lgan ikkita xromatid hali ham sentromerada bog'langan. Inson tanasining har bir hujayrasida aniq 46 ta xromosoma mavjud. Xromosomalar har doim juftlashgan. Hujayrada har doim har bir turdagi 2 ta xromosoma bo'ladi.

Tsentromera - bu har ikkala opa-singil xromatidaga xos bo'lgan xromosomaning maxsus tashkil etilgan hududi. Tsentromera xromosoma tanasini ikki qismga ajratadi. Birlamchi konstriksiyaning joylashishiga qarab, xromosomalarning quyidagi turlari ajratiladi: teng qurolli (metasentrik), sentromera o'rtada joylashganda va qo'llar uzunligi taxminan teng bo'lganda; teng bo'lmagan qo'llar (submetasentrik), sentromera xromosoma o'rtasidan siljiganida va qo'llar teng bo'lmagan uzunlikda; tayoqchali (akrotsentrik), sentromera xromosomaning bir uchiga siljiganida va bir qo'li juda qisqa bo'ladi. Ba'zi xromosomalarda yo'ldosh deb ataladigan hududni xromosoma tanasidan ajratib turadigan ikkilamchi siqilishlar bo'lishi mumkin.

Eukaryotik hujayralardagi xromosomalarning kimyoviy tuzilishini o'rganish ular asosan DNK va oqsillardan iborat ekanligini ko'rsatdi. Ko'pgina tadqiqotlar tomonidan tasdiqlanganidek, DNK irsiyat va o'zgaruvchanlik xususiyatlarining moddiy tashuvchisi bo'lib, biologik ma'lumotlarni o'z ichiga oladi - maxsus kod yordamida qayd etilgan hujayra yoki organizmni rivojlantirish dasturi. Proteinlar xromosomalar moddasining muhim qismini (bu tuzilmalar massasining taxminan 65%) tashkil qiladi. Genlar majmuasi sifatida xromosoma ma'lum bir turning barcha individlariga xos bo'lgan evolyutsion tarzda o'rnatilgan tuzilishdir. Xromosoma ichidagi genlarning nisbiy joylashuvi ularning faoliyati tabiatida muhim rol o'ynaydi.

Karyotipning strukturaviy xususiyatlarini ko'rsatuvchi grafik tasviri idiogramma deyiladi.

Xromosomalarning soni va tuzilishi bo'yicha ma'lum bir turga xos bo'lgan xromosomalar to'plamiga karyotip deyiladi.

Gistonlar. Nukleosoma tuzilishi.

Gistonlar - nukleoproteinlarning asosiy sinfi, DNK zanjirlarini xromosomalarga yig'ish va qadoqlash uchun zarur bo'lgan yadro oqsillari. H1/H5, H2A, H2B, H3, H4 nomli besh xil giston turi mavjud. Ushbu oqsillardagi aminokislotalarning ketma-ketligi turli darajadagi tashkiliy organizmlarda deyarli farq qilmaydi. Gistonlar kichik, juda asosli oqsillar bo'lib, ular bevosita DNK bilan bog'lanadi. Gistonlar aminokislotalar qoldiqlarining musbat zaryadlari hisobiga DNKning manfiy zaryadlangan fosfat guruhlarini zararsizlantirib, xromatinning strukturaviy tashkil etilishida ishtirok etadilar, bu esa yadroda DNKning zich qadoqlanishiga imkon beradi.

H2A, H2B, H3 va H4 gistonlarining har biri ikkita molekula DNKning 146-bp segmentiga o'ralgan oktamerni hosil qiladi, bu oqsil strukturasi tepasida spiralning 1,8 burilishini hosil qiladi. Bu 7 nm diametrli zarracha nukleosoma deb ataladi. Giston oktameri bilan bevosita aloqada bo'lmagan DNKning bir qismi (bog'lovchi DNK) giston H1 bilan o'zaro ta'sir qiladi.

Giston bo'lmagan oqsillar guruhi juda xilma-xil bo'lib, strukturaviy yadro oqsillarini, ko'plab fermentlarni va DNKning ma'lum bo'limlari bilan bog'liq bo'lgan transkripsiya omillarini va gen ekspressiyasini va boshqa jarayonlarni tartibga solishni o'z ichiga oladi.

Oktamerdagi gistonlar nukleosomadan chiqib turadigan 20 ta aminokislotadan iborat mobil N-terminal fragmentiga ("quyruq") ega bo'lib, xromatin tuzilishini saqlash va gen ekspressiyasini nazorat qilish uchun muhimdir. Masalan, xromosomalarning hosil bo'lishi (kondensatsiyasi) gistonlarning fosforlanishi bilan, transkripsiyaning kuchayishi esa ulardagi lizin qoldiqlarining atsetillanishi bilan bog'liq. Tartibga solish mexanizmining tafsilotlari to'liq tushunilmagan.

Nukleosoma - bu DNK va bitta giston H1 molekulasining to'rt juft giston oqsillari H2A, H2B, H3 va H4 to'plamidan tashkil topgan xromatin bo'linmasi. Histon H1 ikkita nukleosoma o'rtasidagi bog'lovchi DNK bilan bog'lanadi.

Nukleosoma xromatinning elementar qadoqlash birligidir. U sakkizta nukleosoma gistonlarining (giston oktameri) ma'lum bir kompleksiga o'ralgan DNK qo'sh spiralidan iborat. Nukleosoma diametri taxminan 11 nm bo'lgan disk shaklidagi zarracha bo'lib, nukleosoma gistonlarining har birining ikkita nusxasini (H2A, H2B, H3, H4) o'z ichiga oladi. Giston oktameri oqsil yadrosini hosil qiladi, uning atrofida ikki zanjirli DNK ikki marta o'raladi (har bir giston oktameriga 146 ta DNK asos jufti).

Fibrillalarni tashkil etuvchi nukleosomalar DNK molekulasi bo'ylab bir-biridan 10-20 nm masofada ko'proq yoki kamroq tekis joylashgan.

Eukariotlarda xromosomalarning qadoqlanish darajalari. Xromatin kondensatsiyasi.

Shunday qilib, DNK qadoqlash darajalari quyidagicha:

1) Nukleosoma (8 molekula giston oqsillari atrofida ikki zanjirli DNKning 2,5 burilishi).

2) Supernukleosoma - xromatin spiral (xromonema).

3) Xromatid - spirallashgan xromonema.

4) Xromosoma - DNK sperializatsiyasining to'rtinchi darajasi.

Interfaza yadrosida xromosomalar dekondensatsiyalanadi va xromatin bilan ifodalanadi. Genlarni o'z ichiga olgan o'ralgan joy euxromatin (bo'sh, tolali kromatin) deb ataladi. Bu transkripsiya uchun zaruriy shartdir. Bo'linishlar orasidagi uyqusizlik davrida ma'lum xromosoma hududlari va butun xromosomalar ixcham bo'lib qoladi.

Bu o'ralgan, juda bo'yalgan joylar geterokromatin deb ataladi. Ular transkripsiyaviy jihatdan faol emas. Fakultativ va konstitutsiyaviy geteroxromatin mavjud.

Fakultativ heteroxromatin informatsiondir, chunki genlarni o'z ichiga oladi va evromatinga aylanishi mumkin. Ikki gomologik xromosomadan bittasi geteroxromatik bo'lishi mumkin. Konstitutsiyaviy geteroxromatin har doim geteroxromatik, shakllanmaydigan (genlarni o'z ichiga olmaydi) va shuning uchun transkripsiyaga nisbatan doimo faol emas.

Xromosoma DNK 108 dan ortiq tayanch juftlardan iborat bo'lib, ulardan informatsion bloklar - chiziqli joylashgan genlar hosil bo'ladi. Ular DNKning 25% ni tashkil qiladi. Gen - bu polipeptidlar yoki barcha RNK sintezi uchun ma'lumotni o'z ichiga olgan DNKning funktsional birligi. Genlar o'rtasida spacerlar - turli uzunlikdagi informatsion bo'lmagan DNK segmentlari mavjud. Ortiqcha genlar ko'p sonli - 104 ta bir xil nusxalar bilan ifodalanadi. Masalan, t-RNK, r-RNK va gistonlar uchun genlar. DNKda bir xil nukleotidlarning ketma-ketligi uchraydi. Ular o'rtacha takrorlanadigan va juda takrorlanadigan ketma-ketliklar bo'lishi mumkin. O'rtacha takrorlanuvchi ketma-ketliklar 102 - 104 takroriy takrorlanish bilan 300 ta nukleotid juftiga etadi va ko'pincha spacerlarni, ortiqcha genlarni ifodalaydi.

Ko'p takrorlanadigan ketma-ketliklar (105 - 106) konstitutsiyaviy heterokromatinni hosil qiladi. Barcha xromatinning taxminan 75% transkripsiyada ishtirok etmaydi, u juda takrorlanadigan ketma-ketliklardan va transkripsiyalanmagan oraliqlardan iborat.

Xromosoma preparatlarini tayyorlash. Kolxisindan foydalanish. Gipotoniya, fiksatsiya va bo'yash.

In vivo va in vitro turli to'qimalar hujayralarining proliferativ faollik darajasiga qarab, xromosoma preparatlarini olishning bevosita va bilvosita usullari farqlanadi.

1) To'g'ridan-to'g'ri usullar mitotik faolligi yuqori bo'lgan to'qimalarni (suyak iligi, xorion va yo'ldosh, limfa tugunlari hujayralari, rivojlanishning dastlabki bosqichidagi embrion to'qimalarni) o'rganishda qo'llaniladi. Xromosoma preparatlari maxsus ishlovdan so'ng to'g'ridan-to'g'ri yangi olingan materialdan tayyorlanadi.

2) Bilvosita usullarga har qanday to'qimadan turli vaqtlarda oldindan o'stirilgandan so'ng xromosoma preparatlarini olish kiradi.

Xromosoma preparatlarini tayyorlashning to'g'ridan-to'g'ri va bilvosita usullarining ko'plab modifikatsiyalari mavjud, ammo metafaza plitalarini olishning asosiy bosqichlari o'zgarishsiz qolmoqda:

1. Kolxitsinni qo'llash (kolsemid) - metafaza bosqichida hujayra bo'linishini to'xtatuvchi mitotik shpindel shakllanishining inhibitori.

2. Kaliy yoki natriy tuzlari eritmalari yordamida gipotonik zarba, hujayralar ichidagi va tashqarisidagi osmotik bosimning farqi tufayli ularning shishishi va xromosomalararo bog'lanishlarning uzilishiga olib keladi. Ushbu protsedura xromosomalarning bir-biridan ajralishiga olib keladi va ularning metafaza plitalarida ko'proq tarqalishiga yordam beradi.

3. Muzlik sirka kislotasi va etanol (metanol) yordamida 3:1 nisbatda hujayralarni fiksatsiya qilish (Karnoy fiksatori), bu xromosoma tuzilishini saqlashga yordam beradi.

4. Hujayra suspenziyasini shisha slaydlarga tushirish.

5. Xromosoma preparatlarini bo'yash.

Xromosomadagi ko'ndalang belgilar (chiziqlar, tasmalar) majmuasini aniqlash uchun bir qator bo'yash (bandlash) usullari ishlab chiqilgan. Har bir xromosoma o'ziga xos tasmalar majmuasi bilan tavsiflanadi. Gomologik xromosomalar bir xil bo'yalgan, genlarning turli xil allel variantlari lokalizatsiya qilingan polimorf hududlar bundan mustasno. Allelik polimorfizm ko'plab genlarga xos bo'lib, ko'pchilik populyatsiyalarda uchraydi. Polimorfizmlarni sitogenetik darajada aniqlash diagnostik ahamiyatga ega emas.

A. Q-bo'yash. Xromosomalarni differentsial bo'yashning birinchi usuli shved sitologi Kaspersson tomonidan ishlab chiqilgan bo'lib, u bu maqsadda floresan bo'yoq xinin xantalidan foydalangan. Floresan mikroskop ostida xromosomalarda - Q-segmentlarida teng bo'lmagan floresans intensivligi bo'lgan joylar ko'rinadi. Usul Y xromosomalarini o'rganish uchun eng mos keladi va shuning uchun genetik jinsni tezda aniqlash, X va Y xromosomalari yoki Y xromosomalari va autosomalar orasidagi translokatsiyalarni (hududlar almashinuvini) aniqlash, shuningdek, ko'p sonli xromosomalarni ko'rish uchun ishlatiladi. jinsiy xromosoma mozaisizmi bo'lgan bemorda Y xromosomasi bo'lgan hujayralar kloniga ega yoki yo'qligini aniqlash zarur bo'lganda hujayralar.

B. G-bo'yash. Ko'pincha tripsin yordamida keng ko'lamli dastlabki ishlov berishdan so'ng, xromosomalar Giemsa bo'yog'i bilan bo'yalgan. Yorug'lik mikroskopi ostida xromosomalarda - G-segmentlarida ochiq va quyuq chiziqlar ko'rinadi. Q segmentlarining joylashuvi G segmentlarining joylashishiga to'g'ri kelsa-da, G bo'yash sezgirroq ekanligini isbotladi va sitogenetik tahlilning standart usuli sifatida Q bo'yash o'rnini egalladi. G-bo'yash kichik aberatsiyalar va marker xromosomalarni (oddiy homolog xromosomalardan farqli ravishda segmentlangan) aniqlash uchun eng yaxshisidir.

B. R-bo'yash G-bo'yashga qarama-qarshi rasm beradi. Odatda Giemsa binoni yoki akridin apelsin floresan bo'yoq ishlatiladi. Bu usul opa-singil xromatidlari yoki homolog xromosomalarning homolog G- yoki Q-manfiy hududlarini bo'yashdagi farqlarni ochib beradi.

G. C-bo'yash xromosomalarning sentromerik mintaqalarini (bu hududlarda konstitutsiyaviy geteroxromatin mavjud) va Y xromosomasining o'zgaruvchan, yorqin lyuminestsent distal qismini tahlil qilish uchun ishlatiladi.

E. T-bo'yash xromosomalarning telomer mintaqalarini tahlil qilish uchun ishlatiladi. Ushbu usul, shuningdek, yadroviy organizator hududlarni kumush nitrat bilan bo'yash (AgNOR bo'yash) standart xromosoma bo'yash orqali olingan natijalarni aniqlashtirish uchun ishlatiladi.

70-90N | ikkinchi darajali sahifa yonca bargi | Barcha tRNK uchun CCA 3" const | akt adenozin terminaliga qo'shiladi |
timin, pseudouridin-psi, digirouridin DGU ning D-loopda mavjudligi - ribonukleazlardan himoya? uzoq umr | Birlamchi tRNK tuzilmalarining xilma-xilligi - 61+1 - kodonlar soni + formilmetionin tRNKga ko'ra, antikodon metionin tRNKniki bilan bir xil. Uchinchi darajali tuzilmalarning xilma-xilligi - 20 (aminokislotalar soni bo'yicha) | tan olish - tRNK va akt o'rtasida kovalent bog'lanishning shakllanishi | Aminoatsil-tRNK sintetazalari tRNKga aktsiyalar biriktiradi

tRNKning vazifasi aminokislotalarni sitoplazmadan ribosomalarga o'tkazishdan iborat bo'lib, u erda oqsil sintezi sodir bo'ladi.
Bitta aminokislotani bog'laydigan tRNKlar izoakseptorlar deyiladi.
Hammasi bo'lib, hujayrada bir vaqtning o'zida 64 xil tRNK mavjud.
Har bir tRNK faqat o'z kodoni bilan juftlashadi.
Har bir tRNK o'z kodonini aminokislota ishtirokisiz taniydi. tRNK bilan bog'langan aminokislotalar kimyoviy jihatdan o'zgartirildi va natijada modifikatsiyalangan aminokislotani o'z ichiga olgan polipeptid tahlil qilindi. Sisteinil-tRNACys (R = CH2-SH) alanil-tRNACys (R = CH3) ga qaytarildi.
Ko'pgina tRNKlar, nukleotidlar ketma-ketligidan qat'i nazar, uchta soch ipi mavjudligi sababli yonca bargi shaklidagi ikkilamchi tuzilishga ega.

tRNK tuzilishining xususiyatlari

Molekulaning 3" uchida har doim to'rtta juftlanmagan nukleotid bo'ladi va ulardan uchtasi majburiy ravishda CCA bo'ladi. RNK zanjirining 5" va 3" uchlari akseptor poyasini hosil qiladi. Zanjirlar bir-birining to'ldiruvchi juftligi tufayli bir-biriga bog'langan. etti 5" nukleotidlar 3" uchi yaqin joylashgan etti nukleotidlar bilan tugaydi 2. Barcha molekulalar T?C soch, shunday belgilangan, chunki u ikki noodatiy qoldiqlarini o'z ichiga oladi: ribo-timidin (T) va pseudouridin (? Soch ipi iborat. G-C juftini o'z ichiga olgan beshta juft asosdan iborat ikki ipli poya va etti nukleotidli halqa T?C trinukleotidi doimo joylashgan.
halqaning bir xil joyida. 3. Antikodon soch turmagida poya har doim yetti juft bilan ifodalanadi
yangi asoslar. Tegishli kodonni to'ldiruvchi triplet - antikodon uy hayvonlarida joylashgan.
le, etti nukleotiddan iborat. Antikodonning 5" uchi o'zgarmas ura-qoldiq bilan yonma-yon joylashgan.
cyla va modifikatsiyalangan sitozin va o'zgartirilgan purin uning 3" uchiga ulashgan, odatda
adenin 4. Yana bir soch turmagi uch-to‘rt juft uzunlikdagi poya va o‘zgaruvchan halqadan iborat.
hajmi, ko'pincha qisqartirilgan shaklda urasilni o'z ichiga oladi - dihidroratsil (DU). Poyalarning nukleotidlar ketma-ketligi, antikodon poyasi va T?C poyasi (o‘zgaruvchan halqa) orasidagi nukleotidlar soni, shuningdek, halqa o‘lchami va DU halqasidagi dihidroratsil qoldiqlarining joylashuvida eng muhim o‘zgarishlar mavjud. .
[Singer, 1998].

tRNKning uchinchi darajali tuzilishi

L shaklidagi tuzilish.

Aminokislotalarning tRNKga biriktirilishi

Aminokislota polipeptid zanjirini hosil qilishi uchun u tRNKga aminoatsil-tRNK sintetaza fermenti yordamida birlashishi kerak. Bu ferment tRNK ning 3' uchida aminokislotalarning karboksil guruhi va ribozaning gidroksil guruhi o'rtasida ATP ishtirokida kovalent bog' hosil qiladi. Aminoatsil-tRNK sintetaza tRNKda antikodon borligi uchun emas, balki tRNKda ma'lum bir tanib olish joyi mavjudligi tufayli o'ziga xos kodonni taniydi.
Hujayrada jami 21 xil aminoatsil-tRNK sintetazalari mavjud.
Ulanish ikki bosqichda amalga oshiriladi:
1. ATP ning a-fosfatiga aminokislotalarning karboksil guruhi qo'shiladi. Olingan beqaror aminoatsil adenilat ferment bilan bog'lanish orqali barqarorlashadi.
2. Aminoatsil adenilatning aminoatsil guruhining tRNK terminal ribozasining 2' yoki 3'-OH guruhiga o'tishi.
Ba'zi aminoatsil-tRNK sintetazalari bitta polipeptid zanjiridan, boshqalari esa har birining molekulyar og'irligi 35 dan 115 kDa gacha bo'lgan ikki yoki to'rtta bir xil zanjirdan iborat. Ba'zi dimer va tetramerik fermentlar ikki xil bo'linmalardan iborat. Ferment molekulasining kattaligi yoki uning subbirlik tuzilishi tabiati va o'ziga xosligi o'rtasida aniq bog'liqlik yo'q.
Fermentning o'ziga xosligi uning tRNKning akseptor uchi, DU mintaqasi va o'zgaruvchan halqa bilan kuchli bog'lanishi bilan belgilanadi. Ba'zi fermentlar antikodon tripletini tanimaydi va hatto o'zgartirilgan antikodon bilan ham aminoasetilatsiya reaktsiyasini katalizlaydi. Biroq, ba'zi fermentlar bunday o'zgartirilgan tRNKlarga nisbatan kam faollikni namoyon qiladi va antikodonni almashtirganda, noto'g'ri aminokislota qo'shadi.

70-90n | ikkinchi darajali sahifa yonca bargi | Barcha tRNK uchun CCA 3" const | akti terminal adenozinga qo'shiladi |
timin, pseudouridin-psi, digirouridin DGU ning D-loopda mavjudligi - ribonukleazlardan himoya? uzoq umr | Birlamchi tRNK tuzilmalarining xilma-xilligi - 61+1 - kodonlar soni + formilmetionin tRNKga ko'ra, antikodon metionin tRNKniki bilan bir xil. Uchinchi darajali tuzilmalarning xilma-xilligi - 20 (aminokislotalar soni bo'yicha)

Prokaryotlarda metioninni, tRNAFMet va tRNAMMetni, eukariotlarda esa tRNAIMet va tRNAMMetni bog‘lovchi tRNKlarning ikki turi mavjud. Metionin har bir tRNKga tegishli aminoatsil-tRNK sintezi orqali qo'shiladi. tRNAFMet va tRNAIMetga biriktirilgan metionin metionil-tRNA transformilaza fermenti tomonidan Fmet-tRNAFMetga hosil bo'ladi. Formilmetionin yuklangan tRNKlar AUG start kodonini taniydilar.

Adabiyot:

Afsuski, mos yozuvlar ro'yxati yo'q.