RNA

genellik

RNA veya ribonükleik asit, genlerin kodlanması, kodu çözülmesi, düzenlenmesi ve ekspresyonu işlemlerinde yer alan nükleik asittir. Genler, protein sentezi için temel bilgileri içeren az ya da çok uzun DNA segmentleridir.

Şekil: Bir RNA molekülündeki azotlu bazlar. Wikipedia.org sitesinden

Çok basit bir ifadeyle, RNA, DNA'dan türetilir ve proteinler arasında geçen molekülü temsil eder. Bazı araştırmacılar bunu “DNA dilinin protein diline çevirisinin sözlüğü” olarak tanımlamaktadır.

RNA molekülleri, değişken sayıda ribonükleotitin zincirleri halinde birleşmesinden elde edilir. Bir fosfat grubu, azotlu bir baz ve riboz olarak adlandırılan 5 karbonlu bir şeker, her bir ribonükleotitin oluşumuna katılmaktadır.

RNA nedir?

RNA veya ribonükleik asit, DNA'dan başlayarak protein oluşumunda merkezi bir rol oynayan nükleik asit kategorisine ait biyolojik bir makromoleküldür.

Proteinlerin üretilmesi (ayrıca biyolojik makromoleküllerin), birlikte alındığında protein sentezi adını alan bir dizi hücresel işlemi içerir.

DNA, RNA ve proteinler, canlı organizmaların hücrelerinin hayatta kalmasını, gelişmesini ve düzgün işleyişini sağlamada esastır.

DNA nedir?

DNA veya deoksiribonükleik asit, RNA ile birlikte doğal olarak oluşan diğer nükleik asittir.

Yapısal olarak ribonükleik aside benzeyen deoksiribonükleik asit, canlı organizma hücrelerinde bulunan "genlerin depolanması" olan genetik patrimondur . DNA oluşumundan, RNA oluşumunun proteinlere bağlı olduğu dolaylı olarakdır.

RNA TARİHİ

Şekil: riboz ve deoksiriboz

RNA araştırmaları, Friedrich Miescher'in nükleik asitleri keşfettiği yıl 1868'den sonra başladı.

Bu konudaki ilk önemli keşifler, 50'li yılların ikinci kısmı ile 60'lı yılların başları arasında tarihlenmektedir. Bu keşiflere katılan bilim adamları arasında özel bir sözü hakediyorlar: Severo Ochoa, Alex Rich, David Davies ve Robert Holley .

1977'de Philip Sharp ve Richard Roberts liderliğindeki bir grup araştırmacı, intron ekleme işlemini deşifre etti.

1980'de Thomas Cech ve Sidney Altman ribozimleri tanımladı.

* Lütfen dikkat: İntronların ve ribozimlerin birleştirilmesinin ne olduğunu bulmak için, RNA sentezi ve işlevlerine adanmış bölümlere bakın.

yapı

Kimyasal bir biyolojik açıdan bakıldığında, RNA bir biyopolimerdir . Biyopolimerler, monomerler adı verilen birçok küçük moleküler birimin zincirleri veya filamentleri içindeki birliğin meyvesi olan büyük doğal moleküllerdir.

RNA'yı oluşturan monomerler nükleotidlerdir .

RNA SADECE TEK ZİNCİRDİR

RNA molekülleri genellikle bireysel nükleotit zincirlerinden ( polinükleotit filamanları ) oluşan moleküllerdir.

Hücresel RNA'nın uzunluğu, yüzden az ila birkaç bin nükleotit arasında değişmektedir.

Kurucu nükleotitlerin sayısı, söz konusu molekülün oynadığı role bağlıdır.

DNA ile karşılaştırma

RNA'nın aksine, DNA, genellikle iki nükleotit şeridinden oluşan bir biyopolimerdir.

Birbirleriyle birleştiğinde, bu iki polinükleotit filamenti zıt yönelime sahiptir ve birini diğerine sararak, " çift ​​sarmal " olarak bilinen bir çift spiral oluşturur.

Genel bir insan DNA molekülü, iplikçik başına yaklaşık 3, 3 milyar nükleotit içerebilir.

NÜKLEOTİT'İN GENEL YAPISI

Tanım olarak nükleotidler, nükleik asitleri RNA ve DNA'yı oluşturan moleküler birimlerdir.

Yapısal açıdan bakıldığında, jenerik bir nükleotit, üç elementin birleşmesinden kaynaklanmaktadır:

• Fosforik asidin bir türevi olan bir fosfat grubu ;
• 5 karbon atomlu bir şeker olan bir pentoz ;
• Aromatik bir heterosiklik molekül olan azotlu bir baz .

Pentoz, fosfat grubu ve azotlu baz ile ilişkili olduğu için nükleotitlerin merkezi elemanıdır.

Şekil: Bir nükleik asidin jenerik bir nükleotidini oluşturan elementler. Görülebileceği gibi, fosfat grubu ve azotlu baz şekere bağlanır.

Pentozu ve fosfat grubunu bir arada tutan kimyasal bağ, bir fosfodiesterik bağdır, pentoza ve azotöz baza birleştirilen kimyasal bağ bir N-glikosidik bağdır .

RNA'NIN AMACI NEDİR?

Öncül: Kimyacılar çalışmayı ve tanımlamayı basitleştirecek şekilde organik molekülleri oluşturan karbonları numaralandırmayı düşünmüşlerdir. Burada, bir pentozun 5 karbonu şu hale gelir: karbon 1, karbon 2, karbon 3, karbon 4 ve karbon 5. Sayı tahsis etme kriteri oldukça karmaşıktır, bu yüzden açıklamayı bırakmanın uygun olduğunu düşünüyoruz.

RNA nükleotidlerinin yapısını ayırt eden 5-karbon şekeri ribozdur .

5 riboz karbon atomundan özel olarak bahsetmeyi hak ediyorlar:

• Karbon 1, çünkü bir N-glikosidik bağ vasıtasıyla azotlu baza bağlanandır.
• Karbon 2, çünkü RNA nükleotitlerinin pentozunu, DNA'nın pentoz nükleotitlerinden ayırandır. RNA karbonu 2'ye bağlı olarak, birlikte bir hidroksil grubu OH oluşturan bir oksijen atomu ve bir hidrojen atomu vardır.
• Karbon 3, çünkü iki ardışık nükleotit arasındaki bağlantıya katılandır .
• Karbon 5, çünkü fosfat grubuna fosfodiesterik bağ ile bağlanan oyundur.

Riboz şekerinin varlığından dolayı, RNA nükleotitleri, ribonükleotitin spesifik adını alır.

DNA ile karşılaştırma

DNA'nın nükleotidlerini oluşturan pentoz deoksiribozdur .

Deoksiriboz, karbon 2'deki oksijen atomlarının bulunmamasından dolayı ribozdan farklıdır.

Bu nedenle, 5-karbonlu RNA şekerini karakterize eden OH hidroksil grubundan yoksundur.

Deoksiriboz şekerin varlığından dolayı, DNA nükleotitleri, deoksiribonükleotitler olarak da bilinir.

NÜKLEOTİD VE NİTROJEN BAZI TÜRLERİ

RNA 4 farklı nükleotit tipine sahiptir .

Bu 4 farklı nükleotit türünü ayırt etmek için sadece azotlu bazdır.

Bu nedenle bariz sebeplerden dolayı RNA'nın azotlu bazları 4'tür, özellikle: adenin (A olarak kısaltılır), guanin (G), sitozin (C) ve uracil (U).

Adenin ve guanin, pürinler, çift halka aromatik heterosiklik bileşiklerin sınıfına aittir.

Öte yandan, sitozin ve urasil, tek halka aromatik heterosiklik bileşikler olan pirimidinler kategorisine girer.

DNA ile karşılaştırma

DNA'nın nükleotitlerini ayıran azotlu bazlar, urasil hariç, RNA ile aynıdır. Sonuncunun yerine, pirimidin kategorisine ait, timin (T) adı verilen azotlu bir baz vardır.

NÜKLEOTİDLER ARASINDAKİ KREDİ

Herhangi bir RNA teli oluşturan her nükleotit, pentozunun karbon3'ü ile hemen sonraki nükleotidin fosfat grubu arasındaki bir fosfodiesterik bağ vasıtasıyla bir sonraki nükleotide bağlanır.

Bir Molekül RNA'sının Ekstraları

Herhangi bir polinükleotid RNA filamentinin, 5 'uçları ("ilk önce beşi oku") ve 3 "olarak bilinen (" ilk üçü önce oku ") bilinen iki ucu vardır.

Geleneksel olarak, biyologlar ve genetikçiler 5 ' ucunun bir RNA şeridinin başını, 3' ucu ise kuyruğunu temsil ettiğini ortaya koymuşlardır .

Kimyasal açıdan, 5 'ucu, polinükleotit zincirinin ilk nükleotitinin fosfat grubuyla çakışırken, 3' ucu, aynı zincirin son nükleotitinin karbon3üne yerleştirilmiş hidroksil grubu ile çakışmaktadır.

Genetik ve moleküler biyolojik kitaplarda, herhangi bir nükleik asidin polinükleotit filamentlerinin aşağıdaki şekilde tarif edildiği bu organizasyona dayanmaktadır: P-5 '→ 3'-OH (* Not: P harfi, atomunu belirtir. fosfor grubu fosfat).

Uçlar 5 've uçlar 3' kavramlarını tek bir nükleotite uygulayarak, ikincinin 5 'ucu, karbon 5'e bağlı olan fosfat grubudur, bunun 3'ü ise karbon 3 ile birleştirilmiş hidroksil grubudur.

Her iki durumda da, okuyucunun sayısal oluşumuna dikkat etmeye davet edilir: karbon 5 üzerindeki 5 '- son 5' - karbon 3 üzerindeki son '3 - hidroksil grubu.

yerelleştirme

Yaşayan bir varlığın çekirdekli (yani çekirdek) hücrelerinde, RNA molekülleri hem çekirdekte hem de sitoplazmada bulunabilir .

Bu büyük lokalizasyon, RNA'yı kendi kahramanı olarak taşıyan bazı hücresel işlemlerin çekirdeğe yerleştirilmiş olmasına, diğerleri sitoplazmada yer almasına bağlıdır.

DNA ile karşılaştırma

Ökaryotik organizmaların DNA'sı (dolayısıyla insan DNA'sı) sadece hücre çekirdeğinde bulunur.

özet

RNA sentezi işlemi, kahramanı olarak RNA polimeraz (NB: bir enzim bir proteindir) olarak adlandırılan hücre içi bir enzime (yani hücrenin içine yerleştirilmiş) sahiptir.

Bir hücrenin RNA polimerazı, RNA'yı oluşturmak için aynı hücrenin çekirdeğinde bulunan DNA'yı, bir kalıpmış gibi kullanır.

Başka bir deyişle, DNA'nın farklı bir dilde taşıdığı, RNA'nınki olanı kopyalayan bir tür fotokopi makinesidir .

Ayrıca, RNA'nın bu polimeraz ile sentezlenmesi işlemi, bilimsel transkripsiyon adını alır.

İnsanlar gibi ökaryotik organizmalar da 3 farklı RNA polimeraz sınıfına sahiptir: RNA polimeraz I, RNA polimeraz II ve RNA polimeraz III.

Her RNA polimeraz sınıfı, okuyucunun hücresel yaşam bağlamında farklı biyolojik rollere sahip olması nedeniyle okuyucunun aşağıdaki bölümlerde belirleyebileceği özel RNA tipleri yaratır.

POLIMERASI RNA AKTİFLERİ NASIL

Bir RNA polimeraz şunları yapabilir:

• DNA'da transkripsiyonun başlayacağı alanı tanır,
• DNA'ya bağlanır,
• İki polinükleotid DNA dizisinin (azotlu bazlar arasındaki hidrojen bağlarıyla bir arada tutulan) ayrılması, sadece bir filament üzerinde etki etmek için ve
• RNA transkriptinin sentezine başlayın.

Bu adımların her biri, bir RNA polimeraz transkripsiyon işlemini gerçekleştirmeye hazırlanırken gerçekleşir. Yani, hepsi zorunlu adımlardır.

RNA polimerazı RNA moleküllerini 5 ' → 3' yönünde sentezler. Ortaya çıkan RNA molekülüne ribonükleotitler eklediği için, DNA iplikçik kalıbına 3 ' → 5' yönünde hareket eder .

RNA TRANSCRİTASYONUN DEĞİŞİKLİĞİ

Transkripsiyonundan sonra, RNA bazı modifikasyonlara tabi tutulur; bunlar arasında: iki uçta bazı nükleotit sekanslarının eklenmesi, sözde intronların kaybı ( ekleme olarak bilinen işlem) vb.

Bu nedenle, orijinal DNA segmentiyle ilgili olarak, ortaya çıkan RNA, polinükleotit zincirinin uzunluğu ile ilgili olarak bazı farklılıklara sahiptir (genellikle daha kısadır).

Türleri

Birkaç çeşit RNA vardır .

En iyi bilinen ve çalışılanlar: nakil RNA (veya RNA transferi veya tRNA ), haberci RNA (veya RNA haberci veya mRNA ), ribozomal RNA (veya ribozomal RNA veya rRNA ) ve küçük nükleer RNA (veya küçük nükleer RNA veya snRNA ).

Her ne kadar farklı spesifik roller üstlenseler de, tRNA, mRNA, rRNA ve snRNA'nın hepsi ortak bir hedefin gerçekleştirilmesine katkıda bulunur: DNA'da bulunan nükleotit sekanslarından başlayarak proteinlerin sentezi .

RNA ANCHOR'UN DİĞER TÜRLERİ

Ökaryotik organizmaların hücrelerinde, araştırmacılar yukarıdaki 4'e ek olarak diğer RNA türlerini de buldular. Örneğin:

• 20'den fazla nükleotitin telleri olan mikro RNA'lar (veya miRNA'lar ), e
• Ribozimleri oluşturan RNA. Ribozimler, enzimler gibi katalitik aktiviteye sahip RNA molekülleridir.

Ayrıca miRNA'lar ve ribozimler, tRNA, mRNA vb. Gibi protein sentez işlemine katılır.

fonksiyon

RNA, DNA ve proteinler arasındaki geçişin biyolojik makromolekülünü, yani moleküler birimleri amino asit olan uzun biyopolimerleri temsil eder.

RNA, DNA'nın nükleotit parçalarını (daha sonra gen olarak adlandırılan genler) proteinlerin amino asitlerine çevirmesine izin verdiği için, genetik bilgi sözlüğüyle karşılaştırılabilir.

RNA tarafından kapsanan fonksiyonel rolün en sık kullanılan tanımlarından biri şöyledir: "RNA, genlerin kodlanması, kodu çözülmesi, düzenlenmesi ve ifade edilmesinde rol oynayan nükleik asittir".

RNA, moleküler biyolojinin merkezi dogması olarak adlandırılan üç ana elementten biridir: "DNA, RNA'yı türetir, bundan sonra proteinler türetilir" ( DNA → RNA → proteinler ).

Çeviri ve çeviri

Kısaca, transkripsiyon, DNA'dan başlayarak RNA moleküllerinin oluşumuna yol açan hücresel reaksiyonların serisidir.

Bunun yerine çeviri, transkripsiyon işlemi sırasında üretilen RNA moleküllerinden başlayarak protein üretimi ile sona eren hücresel süreçler setidir.

Biyologlar ve genetikçiler "çeviri" terimini kullandılar, çünkü nükleotitlerin dilden amino asitlerin diline geçiyoruz.

ÇEŞİTLERİ VE FONKSİYONLARI

Transkripsiyon ve çeviri işlemleri yukarıda belirtilen bütün RNA tiplerini (tRNA, mRNA, vb.) Kahramanlar olarak görür:

• Bir mRNA, bir proteini kodlayan bir RNA molekülüdür . Başka bir deyişle, mRNA'lar, protein amino asitlerinde nükleotid translasyon işleminden önceki proteinlerdir.

  MRNA'lar transkripsiyondan sonra çeşitli değişikliklere uğrarlar.

• TRNA'lar kodlayıcı olmayan RNA molekülleridir, ancak yine de protein oluşumu için gereklidir. Aslında, mRNA moleküllerinin neyi rapor ettiğini deşifre etmede kilit bir rol oynarlar.

  "Aktarım RNAsı" adı, bu RNAların kendi başlarına bir amino asit taşımasından kaynaklanmaktadır. Daha kesin olmak gerekirse, her bir amino asit spesifik bir tRNA'ya karşılık gelir.

  TRNA'lar, mRNA ile, dizilerinin üç özel nükleotidi ile etkileşime girer.

• RRNA'lar, ribozomları oluşturan RNA molekülleridir . Ribozomlar, mRNA boyunca hareket eden bir proteinin amino asitlerini bir araya getiren karmaşık hücre yapılarıdır.

  Genel bir ribozom, içerisinde tRNA'ları barındırabilen ve mRNA ile buluşmasını sağlayan bazı yerler içerir. Yukarıda belirtilen üç özel nükleotidin, haberci RNA ile etkileşime girdiği yer burasıdır.

• SnRNA'lar, mRNA'da bulunan intronların ekleme işlemine katılan RNA molekülleridir . İntronlar, protein sentezi için işe yaramaz, kısa kodlamayan mRNA segmentleridir.
• Ribozimler, gerektiğinde ribonükleotid şeritlerinin kesilmesini katalize eden RNA molekülleridir.

Şekil: mRNA çevirisi.