Prelucrarea este ... procesarea ARN (modificări posttranscripționale ale ARN)

În acest stadiu se distinge realizarea informațiilor genetice disponibile de la celule cum ar fi eucariote și procariote.

Interpretarea acestui concept

În limba engleză acest termen înseamnă "procesare, prelucrare". Prelucrarea este procesul de formare a moleculelor mature de acid ribonucleic din pre-ARN. Cu alte cuvinte, este un set de reacții care conduc la transformarea produselor primare de transcriere (pre-ARN de diferite tipuri) în molecule deja funcționale.

În ceea ce privește prelucrarea p- și tARN, cel mai adesea reduce reducerea excesului de molecule de la capetele moleculelor. Dacă vorbim despre ARNm, atunci aici se poate observa că în eucariote acest proces are loc în mai multe etape.

Deci, după ce am aflat deja că prelucrarea este transformarea transcripției primare într-o moleculă de ARN matură, merită luate în considerare caracteristicile acesteia.

Principalele caracteristici ale conceptului

Aceasta include următoarele:

• modificarea ambelor capete ale moleculei și ARN, de-a lungul cărora se adaugă secvențe nucleotidice specifice care arată locul începutului (sfârșitului) al traducerii;
• splicing - tăierea secvențelor ne-informative ale acidului ribonucleic, care corespund intronilor ADN-ului.

În ceea ce privește procarioții, ARNm-ul lor nu este supus procesării. Are capacitatea de a lucra imediat după terminarea sintezei.

Unde este procesul în cauză?

În orice organism, prelucrarea ARN are loc în nucleu. Se efectuează prin intermediul enzimelor speciale (prin grupul lor) pentru fiecare tip de moleculă. De asemenea, pot fi prelucrate produse de translație cum ar fi polipeptide care sunt citite direct din ARNm. Aceste modificări sunt așa-numitele molecule precursoare ale majorității proteinelor - colagen, imunoglobuline, enzime digestive, unii hormoni, după care funcționarea lor reală începe în organism.

Am aflat deja că prelucrarea este procesul de formare a ARN matur din pre-ARN. Acum merită să sapi în natura acidului ribonucleic în sine.

ARN: natura chimică

Acesta este un acid ribonucleic, care este un copolimer al ribonukleitidov pirimidina și purina, care sunt conectate între ele, la fel ca și în ADN-ul, 3rsquo- - poduri fosfodiesterice - 5rsquo.

În ciuda faptului că aceste două tipuri de molecule sunt similare, ele diferă prin câteva trăsături.

Trăsături distinctive ale ARN și ADN

Mai întâi, acidul ribonucleic este prezent în reziduul de carbon la care se învecina bazele pirimidinice și purinice, gruparea fosfat - riboză, în ADN aceeași - 2rsquo - deoxiriboză.

În al doilea rând, componentele pirimidinei diferă de asemenea. Elementele constitutive similare sunt nucleotidele adeninei, citozinei, guaninei. În ARN, în loc de timină, este prezent uracilul.

În al treilea rând, ARN are o structură cu 1 lanț, iar ADN - o moleculă cu lanț 2. Dar, catena de acid ribonucleic porțiuni prezente de polaritate opusă (secvență complementară), prin care este capabilă un singur lanț și cheag pentru a forma „ac de păr“ - structura, înzestrat cu caracteristici ale spiral-2 (așa cum este arătat mai sus).

În al patrulea rând, deoarece ARN - un singur lanț, care este complementară la o primă catenă de ADN, guanina nu trebuie să fie prezente în acestea, în același conținut ca citozină și adenină - uracil place.

În al cincilea rând, ARN poate fi hidrolizat în diesteri 2raquo, ciclo-ciclici de mononucleotide. Rolul hidroliză intermediarului joacă 2rsquo-, 5-triesteri, în imposibilitatea de a forma în timpul procesului similar cu ADN-ul din cauza absenței ei 2rsquo 3rsquo-, - grupări hidroxil. Comparativ cu ADN, labilitatea alcalină a acidului ribonucleic este o proprietate utilă atât în ​​scopuri de diagnostic cât și analitice.

Informația conținută în ARN 1-catenar este de obicei realizată ca o secvență de baze de pirimidină și purină, cu alte cuvinte, ca structură primară a lanțului polimeric.

Această secvență este complementară lanțului de gene (codare) cu care ARN este "citit". Datorită acestei proprietăți, molecula de acid ribonucleic se poate lega în mod specific la lanțul de codificare, dar nu este capabilă să facă acest lucru cu un lanț ADN necodificat. Secvența de ARN, pe lângă înlocuirea lui T cu U, este similară cu cea legată de lanțul genic necodificat.

Tipuri de ARN

Practic, toți aceștia sunt implicați într-un astfel de proces biosinteza proteinelor. Sunt cunoscute următoarele tipuri de ARN:

1. Matrice (mRNA). Acestea sunt molecule de acid ribonucleic citoplasmatic, care funcționează ca matrice de sinteză a proteinelor.
2. Ribosomal (rRNA). Este o moleculă de ARN citoplasmatic care joacă rolul unor astfel de componente structurale ca ribozomii (organele implicate în sinteza proteinelor).
3. Transportul (tRNA). Acestea sunt molecule acizi ribonucleici de transport, care participă la traducerea (translația) informațiilor mRNA într-o secvență de aminoacizi deja în proteine.

O parte esențială a ARN, sub forma primelor transcripte, care se formează în celule eucariote, inclusiv celulele mamifere, este predispus la degradare în nucleu și nu joacă un rol informativ sau structural în citoplasmă.

In celulele umane (cultivate) a găsit o clasă de acizi ribonucleic mici nucleare nu sunt direct implicate în sinteza proteinelor, dar care afectează procesarea ARN-ului, precum și celular total „arhitectura.“ Dimensiunile lor variază, ele conțin 90-300 nucleotide.

Acidul ribonucleic este principalul material genetic al unui număr de viruși de plante, animale. Unele virusuri care conțin ARN nu trec niciodată printr-o etapă, cum ar fi transcripția inversă a ARN-ului în ADN. Cu toate acestea, pentru multe virusuri animale, de exemplu, retrovirusuri, caracterizat printr-o translație inversă a ARN-ului genomului dirijat dependent de ARN revers transcriere (ADN polimerază) pentru a forma 2-elicoidal copie ADN. In cele mai multe cazuri apar transcrierea ADN-2-elicoidală a fost introdusă în genomul oferind în continuare expresia genelor virale și timpul de funcționare a celor mai recente genomurilor ARN copie (si virale).

Modificări posttranscripționale ale acidului ribonucleic

Moleculele sale sintetizate cu ARN polimeraze sunt întotdeauna funcționale inactive, acționând ca precursori, și anume pre-ARN. Ele sunt transformate în molecule mature numai după ce au trecut modificările posttranscripționale corespunzătoare ale ARN - etapele maturizării.

Formarea ARNm matur este citită în timpul sintezei ARN și polimerazei II la etapa de alungire. Prin 5 rsquo - sfârșitul benzii de creștere progresivă a ARN-ului este atașat de 5 rksquo - sfârșitul GTP, apoi ortofosfatul este separat. Mai mult, guanina este metilată cu apariția 7-metil-GTP. Acest grup special, care face parte din ARNm, se numește "capac" (capac sau capac).

În funcție de tipul de ARN (ribozomal, transport, matrice etc.), precursorii sunt supuși unor modificări succesive. De exemplu, precursorii mRNA se supun îmbinării, metilizării, capsării, poliadenilării și, uneori, editării.

Eucariote: caracteristică generală

O celulă de eucariote acționează ca un domeniu al organismelor vii și conține un nucleu. În plus față de bacterii, arhaea, orice organisme sunt nucleare. Plantele, ciupercile, animalele, inclusiv un grup de organisme numite protists, acționează ca organisme eucariote. Ele sunt ambele celulare și multicelulare, dar toate au un plan comun pentru structura celulară. Se crede că aceste organisme atât de diferite au aceeași origine, astfel încât grupul nuclear este perceput ca un taxon monofiletic de cel mai înalt rang.

Pe baza ipotezelor comune, eucariotele au apărut acum 1,5-2 miliarde de ani. rol important în evoluția lor este dată symbiogenesis - simbioză celule eucariote, care au avut nucleul capabil de fagocitoza, și bacteriene, inghitite ei - progenitor de plastide și mitocondrii.

Procarioții: caracteristică generală

Acestea sunt organisme vii cu o singură celulă care nu au un nucleu (decorat), organoidele membranare rămase (interne). Singura moleculă inelară 2-catenară inelară care conține cea mai mare parte a materialului celular genetic este una care nu formează un complex cu proteine ​​histone.

Procarioții includ arheana și bacteriile, inclusiv cianobacteriile. Descendenții celulelor nenucleare - organele de eucariote - plastide, mitocondriile. Acestea sunt împărțite în 2 taxoni din clasa de domenii: Archean și Bacteria.

Aceste celule nu au un înveliș nuclear, ambalajul ADN are loc fără implicarea histonilor. Tipul hranei lor este circumspect, iar materialul genetic este reprezentat de unul o moleculă de ADN, care este închis într-un inel, și există doar un replicon. În procarioții rămân organoide, care au o structură membranară.

Diferența dintre eucariote și procariote

Trăsătura fundamentală a celulelor eucariote este asociată cu prezența în ele a unui aparat genetic care este localizat în nucleu, unde este protejat de o cochilie. ADN-ul lor este liniar, asociat cu proteine ​​histone, alte proteine ​​cromozomiale care sunt absente în bacterii. Ca o regulă, în lor ciclu de viață există două faze nucleare. Unul are un set de cromozomi haploid, iar după fuziune, două celule haploide formează un diploid, care conține deja cel de-al doilea set de cromozomi. De asemenea, se întâmplă ca, în diviziunea ulterioară, celula să devină din nou haploidă. Acest tip de ciclu de viață, precum și diploiditatea în general, nu este caracteristic procarioților.

Cea mai interesantă diferență este prezența organelurilor speciale în eucariote, care au propriul aparat genetic și se înmulțesc prin fisiune. Aceste structuri sunt înconjurate de o membrană. Aceste organele sunt plastide și mitocondrii. În ceea ce privește activitatea vitală și structura, ele sunt remarcabil de asemănătoare cu bacteriile. Această circumstanță a determinat oamenii de știință să se gândească la faptul că sunt descendenți ai organismelor bacteriene care au intrat într-o simbioză cu eucariote.

Procarioții au o cantitate mică de organele, din care niciuna nu este înconjurată de a doua membrană. În ele nu există reticul endoplasmatic, Aparatul Golgi, lizozomi.

O altă diferență importantă între eucariote și prokariote este prezența endocitozei la eucariote, incluzând fagocitoza în majoritatea grupurilor. Aceasta din urmă este numită abilitatea de a captura prin închisoare într-o bule de membrană și apoi de a digera diverse solide. Acest proces oferă cea mai importantă funcție de protecție din corp. Originea fagocitozelor, probabil, se datorează faptului că celulele lor sunt de dimensiuni medii. Organismele procariote sunt incomensurabil mai mici, prin urmare, în cursul evoluției eucariotelor, a apărut o nevoie asociată cu furnizarea celulei cu o cantitate semnificativă de alimente. Ca rezultat, primii prădători mobili au apărut printre ei.

Prelucrarea ca una din etapele biosintezei proteinelor

Aceasta este a doua etapă care începe după transcriere. Cercetarea proteinelor apare numai în eucariote. Aceasta este maturarea ARNm. Pentru a fi mai precis, aceasta este eliminarea zonelor care nu codifică proteina și conexiunea controlorilor.

concluzie

Acest articol descrie ce prelucrare este (biologie). De asemenea, ceea ce este descris ARN, sunt enumerate tipurile și modificările post-transcripționale. Sunt luate în considerare trăsăturile distinctive ale eucariotelor și procarioților.

În cele din urmă, este important să reamintim că procesarea este procesul de formare a ARN matur din pre-ARN.