Този етап отличава прилагането на наличната генетична информация в клетки като еукариоти и прокариоти.
Интерпретация на тази концепция
В превод от английски този термин означава "обработка, обработка". Обработката е процесът на образуване на зрели молекули рибонуклеинова киселина от пре-РНК. С други думи, това е набор от реакции, които водят до трансформиране на първични транскрипционни продукти (пред-РНК от различни типове) във вече функциониращи молекули.
Що се отнася до обработката на r- и tRNA, тя най-често се свежда до отрязване на излишните фрагменти от краищата на молекулите. Ако говорим за иРНК, то тук може да се отбележи, че при еукариотите този процес протича на много етапи.
И така, след като вече научихме, че обработката е трансформация на първичен транскрипт в зряла РНК молекула, си струва да преминем към разглеждане на нейните характеристики.
Основни характеристики на разглежданата концепция
Това включва следното:
- модификация на двата края на молекулата и РНК, по време на която към тях са прикрепени специфични нуклеотидни последователности, показващи мястото на началото(края на) излъчване;
- сплайсинг - отрязване на неинформативни последователности на рибонуклеинова киселина, които съответстват на ДНК интрони.
Що се отнася до прокариотите, тяхната иРНК не подлежи на обработка. Той има способността да работи веднага след края на синтеза.
Къде се извършва въпросният процес?
Във всеки организъм обработката на РНК се извършва в ядрото. Извършва се с помощта на специални ензими (тяхната група) за всеки отделен вид молекула. Транслационни продукти като полипептиди, които се четат директно от иРНК, също могат да бъдат обработени. Така наречените прекурсорни молекули на повечето протеини - колаген, имуноглобулини, храносмилателни ензими, някои хормони - претърпяват тези промени, след което започва реалното им функциониране в тялото.
Вече научихме, че обработката е процес на образуване на зряла РНК от пред-РНК. Сега си струва да се задълбочим в природата на самата рибонуклеинова киселина.
RNA: химическа природа
Това е рибонуклеинова киселина, която е съполимер на пиримидинови и пуринови рибонуклеитиди, които са свързани помежду си, точно както в ДНК, чрез 3' - 5'-фосфодиестерни мостове.
Въпреки факта, че тези 2 вида молекули са сходни, те се различават по няколко начина.
Отличителни характеристики на РНК и ДНК
Първо, рибонуклеиновата киселина има въглероден остатък, към който пиримидин и пуриноснови, фосфатни групи - рибоза, докато ДНК има 2'-дезоксирибоза.
На второ място, пиримидиновите компоненти също се различават. Подобни компоненти са нуклеотидите на аденина, цитозина, гуанина. РНК съдържа урацил вместо тимин.
На трето място, РНК има 1-верижна структура, докато ДНК е 2-верижна молекула. Но веригата на рибонуклеинова киселина съдържа региони с противоположна полярност (комплементарна последователност), които позволяват на нейната единична верига да се сгъне и да образува "фиби" - структури, надарени с 2-верижни характеристики (както е показано на фигурата по-горе).
Четвърто, поради факта, че РНК е единична верига, която е комплементарна само на една от нишките на ДНК, гуанинът не трябва да присъства в нея в същото съдържание като цитозин, а аденин като урацил.
Пето, РНК може да се хидролизира с алкали до 2', 3'-циклични диестери на мононуклеотиди. Ролята на междинен продукт при хидролизата играе 2', 3', 5-триестер, който не е в състояние да се образува в хода на подобен процес за ДНК поради отсъствието на 2'-хидроксилни групи в нея. В сравнение с ДНК, алкалната лабилност на рибонуклеиновата киселина е полезно свойство както за диагностични, така и за аналитични цели.
Информацията, съдържаща се в 1-верижна РНК, обикновено се реализира като последователност от пиримидинови и пуринови бази, с други думи, под формата на първичната структура на полимерната верига.
Тази последователносткомплементарна на генната верига (кодираща), от която се „чете“РНК. Поради това свойство, молекула на рибонуклеинова киселина може специфично да се свърже с кодираща верига, но не е в състояние да направи това с некодираща ДНК верига. РНК последователността, с изключение на заместването на T с U, е подобна на тази на некодиращата верига на гена.
типове РНК
Почти всички те участват в такъв процес като биосинтеза на протеини. Известни са следните видове РНК:
- Матрица (иРНК). Това са цитоплазмени молекули на рибонуклеинова киселина, които действат като шаблони за протеинов синтез.
- Рибозомна (рРНК). Това е цитоплазмена РНК молекула, която действа като структурни компоненти като рибозоми (органели, участващи в протеиновия синтез).
- Транспорт (tRNA). Това са молекули на транспортни рибонуклеинови киселини, които участват в транслацията (транслацията) на информацията за иРНК в аминокиселинна последователност, която вече е в протеините.
Значителна част от РНК под формата на 1-ви транскрипти, които се образуват в еукариотни клетки, включително клетки на бозайници, е обект на процес на разграждане в ядрото и не играе информационна или структурна роля в цитоплазма.
В човешките клетки (култивирани) е открит клас малки ядрени рибонуклеинови киселини, които не участват пряко в протеиновия синтез, но влияят върху обработката на РНК, както и върху цялостната клетъчна "архитектура". Размерите им варират, съдържат 90 - 300 нуклеотида.
Рибонуклеиновата киселина е основният генетичен материал вредица растителни и животински вируси. Някои РНК вируси никога не преминават през обратната транскрипция на РНК към ДНК. Но все пак много животински вируси, например ретровируси, се характеризират с обратна транслация на техния РНК геном, насочена от РНК-зависима обратна транскриптаза (ДНК полимераза) с образуването на 2-верижно ДНК копие. В повечето случаи възникващият 2-верижен ДНК транскрипт се въвежда в генома, осигурявайки допълнително експресията на вирусни гени и производството на нови копия на РНК геноми (също вирусни).
Посттранскрипционни модификации на рибонуклеинова киселина
Неговите молекули, синтезирани с РНК полимерази, винаги са функционално неактивни и действат като прекурсори, а именно пре-РНК. Те се трансформират във вече зрели молекули само след като преминат съответните пост-транскрипционни модификации на РНК - етапите на нейното съзряване.
Образуването на зряла иРНК започва по време на синтеза на РНК и полимераза II на етапа на удължаване. Вече към 5'-края на постепенно растящата РНК верига е прикрепена от 5'-края на GTP, след което ортофосфатът се отцепва. Освен това гуанинът се метилира с появата на 7-метил-GTP. Такава специална група, която е част от иРНК, се нарича "шапка" (шапка или шапка).
В зависимост от вида на РНК (рибозомна, транспортна, шаблонна и др.), прекурсорите претърпяват различни последователни модификации. Например, прекурсорите на иРНК се подлагат на сплайсинг, метилиране, затваряне, полиаденилиране и понякога редактиране.
Еукариоти: общофункция
Еукариотната клетка е домейн на живите организми и съдържа ядрото. В допълнение към бактериите, археите, всички организми са ядрени. Растенията, гъбите, животните, включително групата организми, наречени протисти, всички са еукариотни организми. Те са както 1-клетъчни, така и многоклетъчни, но всички имат общ план на клетъчна структура. Общоприето е, че тези толкова различни организми имат един и същ произход, поради което ядрената група се възприема като монофилетичен таксон от най-висок ранг.
Въз основа на общи хипотези, еукариотите са възникнали преди 1,5 - 2 милиарда години. Важна роля в еволюцията им се отдава на симбиогенезата - симбиозата на еукариотна клетка, която има ядро, способно на фагоцитоза, и бактерии, погълнати от нея - предшественици на пластиди и митохондрии.
Прокариоти: общи характеристики
Това са 1-клетъчни живи организми, които нямат ядро (образувано), останалите мембранни органели (вътрешни). Единствената голяма кръгла 2-верижна ДНК молекула, която съдържа по-голямата част от клетъчния генетичен материал, е тази, която не образува комплекс с хистонови протеини.
Прокариотите включват археи и бактерии, включително цианобактерии. Потомци на неядрени клетки - еукариотни органели - пластиди, митохондрии. Те са подразделени на 2 таксона в рамките на ранга на домейна: Archaea и Bacteria.
Тези клетки нямат ядрена обвивка, опаковането на ДНК става без участието на хистони. Типът на тяхното хранене е осмотрофен, а генетичният материалпредставена от една ДНК молекула, която е затворена в пръстен и има само 1 репликон. Прокариотите имат органели, които имат мембранна структура.
Разликата между еукариотите и прокариотите
Основната характеристика на еукариотните клетки е свързана с наличието в тях на генетичен апарат, който се намира в ядрото, където е защитен от обвивка. Тяхната ДНК е линейна, свързана с хистонови протеини, други хромозомни протеини, които липсват в бактериите. По правило в жизнения им цикъл присъстват 2 ядрени фази. Едната има хаплоиден набор от хромозоми и впоследствие, сливайки се, 2 хаплоидни клетки образуват диплоидна клетка, която вече съдържа 2-рия набор от хромозоми. Случва се също така, че по време на последващо делене, клетката отново става хаплоидна. Този вид жизнен цикъл, както и диплоидията като цяло, не са характерни за прокариотите.
Най-интересната разлика е наличието на специални органели в еукариотите, които имат собствен генетичен апарат и се възпроизвеждат чрез делене. Тези структури са заобиколени от мембрана. Тези органели са пластиди и митохондрии. По отношение на жизнената активност и структура те са изненадващо подобни на бактериите. Това обстоятелство накара учените да мислят, че те са потомци на бактериални организми, влезли в симбиоза с еукариоти.
Прокариотите имат малко органели, нито една от които не е заобиколена от 2-ра мембрана. Липсват им ендоплазмен ретикулум, апаратът на Голджи и лизозоми.
Друга важна разлика между еукариотите и прокариотите е наличието на феномена на ендоцитоза при еукариотите, включително фагоцитоза вповечето групи. Последното е способността да се улавят чрез затваряне в мембранен мехур и след това да се усвояват различни твърди частици. Този процес осигурява най-важната защитна функция на тялото. Появата на фагоцитоза вероятно се дължи на факта, че техните клетки са със среден размер. Прокариотните организми, от друга страна, са несъизмеримо по-малки, поради което в хода на еволюцията на еукариотите възниква необходимост, свързана със снабдяването на клетката със значително количество храна. В резултат на това сред тях възникват първите мобилни хищници.
Обработка като една от стъпките в биосинтеза на протеини
Това е втората стъпка, която започва след транскрипцията. Обработката на протеин се извършва само при еукариотите. Това е съзряване на иРНК. За да бъдем точни, това е премахването на региони, които не кодират протеин, и добавянето на контроли.
Заключение
Тази статия описва какво представлява обработката (биология). Той също така казва какво е РНК, изброява нейните типове и пост-транскрипционни модификации. Разглеждат се отличителните черти на еукариотите и прокариотите.
Накрая си струва да припомним, че обработката е процесът на образуване на зряла РНК от пред-РНК.
