Ez az a szakasz, amely megkülönbözteti a rendelkezésre álló genetikai információ megvalósítását olyan sejtekben, mint az eukarióták és prokarióták.
A fogalom értelmezése
Angolról lefordítva ez a kifejezés "feldolgozást, feldolgozást" jelent. A feldolgozás az érett ribonukleinsavmolekulák képződésének folyamata a pre-RNS-ből. Más szóval, ez egy sor reakció, amely az elsődleges transzkripciós termékek (különféle típusú pre-RNS-ek) már működő molekulákká történő átalakulásához vezet.
Ami az r- és tRNS feldolgozását illeti, ez leggyakrabban a felesleges fragmentumok levágására vezethető vissza a molekulák végéről. Ha mRNS-ről beszélünk, akkor itt megjegyezhető, hogy az eukariótákban ez a folyamat több szakaszban megy végbe.
Tehát, miután már megtanultuk, hogy a feldolgozás az elsődleges transzkriptum érett RNS-molekulává történő átalakulása, érdemes áttérni a jellemzőire.
A vizsgált koncepció főbb jellemzői
Ez a következőket tartalmazza:
- a molekula és az RNS mind a végének módosítása, melynek során specifikus nukleotidszekvenciák kapcsolódnak hozzájuk, megmutatva a kezdet helyétadás vége;
- splicing - a DNS intronoknak megfelelő, nem informatív ribonukleinsav szekvenciák levágása.
A prokarióták esetében az mRNS-üket nem kell feldolgozni. Képes közvetlenül a szintézis befejezése után dolgozni.
Hol zajlik a kérdéses folyamat?
Minden szervezetben az RNS-feldolgozás a sejtmagban megy végbe. Ezt speciális enzimek (csoportjuk) segítségével hajtják végre minden egyes molekulatípusra. A transzlációs termékek, például az mRNS-ből közvetlenül kiolvasott polipeptidek is feldolgozhatók. A legtöbb fehérje – kollagén, immunglobulinok, emésztőenzimek, egyes hormonok – úgynevezett prekurzor molekulái ezeken a változásokon mennek keresztül, majd ezek után kezdődik meg valódi működésük a szervezetben.
Már megtanultuk, hogy a feldolgozás az a folyamat, amikor az elő-RNS-ből érett RNS képződik. Most érdemes elmélyülni magának a ribonukleinsavnak a természetében.
RNS: kémiai természet
Ez egy ribonukleinsav, amely pirimidin és purin ribonukleitidek kopolimerje, amelyek a DNS-hez hasonlóan 3'-5'-foszfodiészter hidakkal kapcsolódnak egymáshoz.
Annak ellenére, hogy ez a kétféle molekula hasonló, több szempontból is különböznek egymástól.
Az RNS és a DNS megkülönböztető jellemzői
Először is, a ribonukleinsavnak van egy szénmaradéka, amelyhez pirimidin és purinbázisok, foszfátcsoportok - ribóz, míg a DNS-ben 2'-dezoxiribóz található.
Másodszor, a pirimidin komponensek is különböznek. Hasonló komponensek az adenin, citozin, guanin nukleotidjai. Az RNS uracilt tartalmaz timin helyett.
Harmadszor, az RNS szerkezete egyszálú, míg a DNS egy 2 szálú molekula. De a ribonukleinsav szál ellentétes polaritású régiókat tartalmaz (komplementer szekvencia), amelyek lehetővé teszik egyetlen szálának felhajtását és "hajtűk" kialakítását – kétszálú struktúrákat (amint az a fenti ábrán látható).
Negyedszer, mivel az RNS egyetlen szál, amely csak az egyik DNS-szálat komplementer, a guaninnak nem kell a citozinnal, az adeninnek pedig az uracillal megegyező mennyiségben jelen lennie.
Ötödször, az RNS lúggal hidrolizálható mononukleotidok 2', 3'-ciklusos diésztereivé. A hidrolízis közbenső termék szerepét a 2', 3', 5-triészter tölti be, amely a 2'-hidroxilcsoportok hiánya miatt a DNS-hez hasonló folyamat során képtelen képződni. A DNS-hez képest a ribonukleinsav lúgos labilitása diagnosztikai és analitikai célokra egyaránt hasznos tulajdonság.
Az egyszálú RNS-ben lévő információ általában pirimidin- és purinbázisok sorozataként valósul meg, más szóval a polimerlánc elsődleges szerkezete formájában.
Ez a sorozatkomplementer a génlánchoz (kódoló), amelyből az RNS „leolvasott”. E tulajdonsága miatt a ribonukleinsav molekula specifikusan kötődhet egy kódoló szálhoz, de nem képes erre egy nem kódoló DNS-szálhoz. Az RNS-szekvencia, kivéve a T helyettesítését U-val, hasonló a gén nem kódoló szálának szekvenciájához.
RNS-típusok
Majdnem mindegyik részt vesz egy olyan folyamatban, mint a fehérje bioszintézis. Az RNS következő típusai ismertek:
- Mátrix (mRNS). Ezek citoplazmatikus ribonukleinsavmolekulák, amelyek templátként működnek a fehérjeszintézisben.
- Riboszomális (rRNS). Ez egy citoplazmatikus RNS-molekula, amely szerkezeti komponensként működik, például riboszómákként (a fehérjeszintézisben részt vevő organellumok).
- Transport (tRNS). Ezek a transzport ribonukleinsavak molekulái, amelyek részt vesznek az mRNS információ transzlációjában (transzlációjában) egy már fehérjében lévő aminosavszekvenciává.
Az eukarióta sejtekben, köztük az emlőssejtekben képződő, első transzkriptum formájában megjelenő RNS jelentős része a sejtmagban lebomlási folyamatnak van kitéve, és nem játszik információs vagy szerkezeti szerepet a sejtmagban. citoplazma.
Emberi sejtekben (tenyésztett) kis nukleáris ribonukleinsavak egy osztályát találták, amelyek közvetlenül nem vesznek részt a fehérjeszintézisben, de hatással vannak az RNS-feldolgozásra, valamint a sejt általános "architektúrájára". Méretük változó, 90-300 nukleotidot tartalmaznak.
A ribonukleinsav a fő genetikai anyagszámos növényi és állati vírus. Egyes RNS-vírusok soha nem mennek át az RNS DNS-vé való reverz transzkripcióján. Ennek ellenére sok állati vírust, például a retrovírusokat RNS-genomjuk reverz transzlációja jellemez, amelyet az RNS-függő reverz transzkriptáz (DNS-polimeráz) irányít kétszálú DNS-másolat kialakításával. A legtöbb esetben a kialakuló 2-szálú DNS-transzkriptum bekerül a genomba, tovább biztosítva a vírusgének expresszióját és az RNS-genomok új kópiáinak termelését (szintén virális).
A ribonukleinsav transzkripció utáni módosításai
RNS-polimerázokkal szintetizált molekulái mindig funkcionálisan inaktívak, és prekurzorként, nevezetesen pre-RNS-ként működnek. Csak azután alakulnak át már érett molekulákká, hogy átestek az RNS megfelelő poszt-transzkripciós módosításain – az érésének szakaszain.
Az érett mRNS képződése az RNS és a polimeráz II szintézise során kezdődik a megnyúlás szakaszában. A fokozatosan növekvő RNS szál 5'-végéhez már a GTP 5'-vége kapcsolódik, majd az ortofoszfát lehasad. Továbbá a guanint metilálják 7-metil-GTP megjelenésével. Az ilyen speciális csoportot, amely az mRNS része, "sapkának" (kalapnak vagy sapkának) nevezik.
Az RNS típusától függően (riboszóma, transzport, templát stb.) a prekurzorok különböző szekvenciális módosulásokon mennek keresztül. Például az mRNS-prekurzorok splicing-en, metilezésen, kupakoláson, poliadenilezésen és néha szerkesztésen mennek keresztül.
Eukarióták: összesenfunkció
Az eukarióta sejt az élő szervezetek tartománya, és benne van a sejtmag. A baktériumokon, az archaeán kívül minden élőlény nukleáris. A növények, gombák, állatok, beleértve a protistáknak nevezett szervezetcsoportot is, mind eukarióta szervezetek. Mind egysejtűek, mind többsejtűek, de mindegyiküknek közös a sejtszerkezeti terve. Általánosan elfogadott, hogy ezeknek az egymástól annyira eltérő organizmusoknak ugyanaz az eredete, ezért a nukleáris csoportot a legmagasabb rangú monofiletikus taxonnak tekintik.
Gyakori hipotézisek alapján az eukarióták 1,5-2 milliárd évvel ezelőtt keletkeztek. Evolúciójukban fontos szerepet kap a szimbiogenezis – egy fagocitózisra képes maggal rendelkező eukarióta sejt szimbiózisa, és az általa lenyelt baktériumok – a plasztidok és mitokondriumok prekurzorai.
Prokarióták: általános jellemzők
Ezek egysejtű élőlények, amelyeknek nincs magjuk (kialakult), a többi membránszervecs (belső). Az egyetlen nagy, körkörös, kétszálú DNS-molekula, amely a sejt genetikai anyagának nagy részét tartalmazza, az az, amelyik nem alkot komplexet a hisztonfehérjékkel.
A prokarióták közé tartoznak az archaeák és a baktériumok, beleértve a cianobaktériumokat is. Nem nukleáris sejtek leszármazottai - eukarióta organellumok - plasztiszok, mitokondriumok. A tartományi rangon belül 2 taxonra vannak felosztva: Archaea és Bacteria.
Ezeknek a sejteknek nincs magburokuk, a DNS-csomagolás hisztonok bevonása nélkül történik. Táplálkozásuk típusa ozmotróf, genetikai anyagukegy DNS-molekula képviseli, amely egy gyűrűbe záródik, és csak 1 replikon van. A prokariótáknak membránszerkezetű organellumjaik vannak.
Az eukarióták és a prokarióták közötti különbség
Az eukarióta sejtek alapvető jellemzője egy genetikai apparátus jelenléte bennük, amely a sejtmagban található, ahol héj védi. DNS-ük lineáris, hisztonfehérjékhez kapcsolódik, más kromoszómális fehérjékhez, amelyek hiányoznak a baktériumokban. Az életciklusukban általában 2 nukleáris fázis van jelen. Az egyiknek haploid kromoszómakészlete van, majd összeolvadva 2 haploid sejt alkot egy diploid sejtet, amely már tartalmazza a 2. kromoszómakészletet. Az is előfordul, hogy a következő osztódás során a sejt ismét haploid lesz. Ez a fajta életciklus, valamint általában a diploiditás nem jellemző a prokariótákra.
A legérdekesebb különbség az eukariótákban lévő speciális organellumok jelenléte, amelyek saját genetikai apparátussal rendelkeznek, és osztódással szaporodnak. Ezeket a szerkezeteket membrán veszi körül. Ezek az organellumok plasztiszok és mitokondriumok. Létfontosságú tevékenységüket és szerkezetüket tekintve meglepően hasonlítanak a baktériumokhoz. Ez a körülmény arra késztette a tudósokat, hogy azt gondolják, hogy ők olyan bakteriális organizmusok leszármazottai, amelyek szimbiózisba léptek az eukariótákkal.
A prokariótáknak kevés organellumjuk van, amelyek közül egyiket sem veszi körül 2. membrán. Hiányzik belőlük az endoplazmatikus retikulum, a Golgi-készülék és a lizoszómák.
Egy másik fontos különbség az eukarióták és a prokarióták között az endocitózis jelenléte az eukariótákban, beleértve a fagocitózist is.a legtöbb csoport. Ez utóbbi az a képesség, hogy egy membránbuborékba zárva befogják, majd megemésztik a különféle szilárd részecskéket. Ez a folyamat biztosítja a szervezet legfontosabb védelmi funkcióját. A fagocitózis előfordulása feltehetően annak tudható be, hogy sejtjeik közepes méretűek. A prokarióta élőlények viszont összemérhetetlenül kisebbek, ezért az eukarióták evolúciója során felmerült az igény, hogy a sejtet jelentős mennyiségű táplálékkal kell ellátni. Ennek eredményeként megjelentek közöttük az első mobil ragadozók.
Feldolgozás, mint a fehérjebioszintézis egyik lépése
Ez a második lépés, amely az átírás után kezdődik. A fehérjefeldolgozás csak eukariótákban történik. Ez az mRNS érés. Hogy pontosak legyünk, ez a fehérjét nem kódoló régiók eltávolítása, és a kontrollok hozzáadása.
Következtetés
Ez a cikk leírja, hogy mi a feldolgozás (biológia). Azt is elmondja, mi az RNS, felsorolja típusait és a transzkripció utáni módosításait. Figyelembe veszik az eukarióták és prokarióták jellegzetes tulajdonságait.
Végezetül érdemes felidézni, hogy a feldolgozás az a folyamat, amikor az elő-RNS-ből érett RNS képződik.
