Interaksi dan struktur IRNA, tRNA, RRNA - tiga asam nukleat utama, dianggap oleh ilmu seperti sitologi. Ini akan membantu untuk mengetahui apa peran transportasi asam ribonukleat (tRNA) dalam sel. Ini sangat kecil, tetapi pada saat yang sama molekul penting yang tidak dapat disangkal mengambil bagian dalam proses menggabungkan protein yang membentuk tubuh.
Bagaimana struktur tRNA? Sangat menarik untuk mempertimbangkan zat ini "dari dalam", untuk mengetahui peran biokimia dan biologisnya. Dan juga, bagaimana struktur tRNA dan perannya dalam sintesis protein saling terkait?
Apa itu tRNA, bagaimana cara kerjanya?
Transport asam ribonukleat terlibat dalam pembangunan protein baru. Hampir 10% dari semua asam ribonukleat adalah transportasi. Untuk memperjelas dari unsur kimia apa molekul terbentuk, kami akan menjelaskan struktur struktur sekunder tRNA. Struktur sekunder mempertimbangkan semua ikatan kimia utama antara unsur-unsur.
Ini adalah makromolekul yang terdiri dari rantai polinukleotida. Basa nitrogen di dalamnya dihubungkan oleh ikatan hidrogen. Seperti pada DNA, RNA memiliki 4 basa nitrogen: adenin,sitosin, guanin, dan urasil. Dalam senyawa ini, adenin selalu dikaitkan dengan urasil, dan guanin, seperti biasa, dengan sitosin.
Mengapa nukleotida memiliki awalan ribo-? Sederhananya, semua polimer linier yang memiliki ribosa dan bukan pentosa di dasar nukleotida disebut ribonukleat. Dan RNA transfer adalah salah satu dari 3 jenis polimer ribonukleat.
Struktur tRNA: biokimia
Mari kita lihat lapisan terdalam dari struktur molekul. Nukleotida ini memiliki 3 komponen:
- Sukrosa, ribosa terlibat dalam semua jenis RNA.
- Asam fosfat.
- Basis nitrogen. Ini adalah purin dan pirimidin.
Basis nitrogen saling berhubungan dengan ikatan yang kuat. Merupakan kebiasaan untuk membagi basa menjadi purin dan pirimidin.
Purin adalah adenin dan guanin. Adenin sesuai dengan nukleotida adenil dari 2 cincin yang saling berhubungan. Dan guanin sesuai dengan nukleotida guanin "cincin tunggal" yang sama.
Piramidin adalah sitosin dan urasil. Pirimidin memiliki struktur cincin tunggal. Tidak ada timin dalam RNA, karena digantikan oleh unsur seperti urasil. Ini penting untuk dipahami sebelum melihat fitur struktural lain dari tRNA.
Jenis RNA
Seperti yang Anda lihat, struktur TRNA tidak dapat dijelaskan secara singkat. Anda perlu mempelajari biokimia untuk memahami tujuan molekul dan struktur sebenarnya. Nukleotida ribosom apa lagi yang diketahui? Ada juga asam nukleat matriks atau informasional dan ribosom. Disingkat RNA dan RNA. Semua 3molekul bekerja erat satu sama lain di dalam sel sehingga tubuh menerima butiran protein yang terstruktur dengan benar.
Tidak mungkin membayangkan kerja satu polimer tanpa bantuan 2 polimer lainnya. Fitur struktural tRNA menjadi lebih mudah dipahami jika dilihat dalam hubungannya dengan fungsi yang berhubungan langsung dengan kerja ribosom.
Struktur IRNA, tRNA, RRNA serupa dalam banyak hal. Semua memiliki basis ribosa. Namun, struktur dan fungsinya berbeda.
Penemuan asam nukleat
Orang Swiss Johann Miescher menemukan makromolekul dalam inti sel pada tahun 1868, yang kemudian disebut nuklein. Nama "nuklein" berasal dari kata (nukleus) - nukleus. Meskipun beberapa saat kemudian ditemukan bahwa pada makhluk uniseluler yang tidak memiliki inti, zat ini juga ada. Pada pertengahan abad ke-20, Hadiah Nobel diterima untuk penemuan sintesis asam nukleat.
TRNA berfungsi dalam sintesis protein
Nama itu sendiri - RNA transfer berbicara tentang fungsi utama molekul. Asam nukleat ini "membawa" asam amino esensial yang dibutuhkan oleh RNA ribosom untuk membuat protein tertentu.
Molekul tRNA memiliki beberapa fungsi. Yang pertama adalah pengenalan kodon IRNA, fungsi kedua adalah pengiriman blok bangunan - asam amino untuk sintesis protein. Beberapa ahli lebih membedakan fungsi akseptor. Artinya, penambahan asam amino menurut prinsip kovalen. Enzim seperti aminocil-tRNA synthatase membantu “melampirkan” asam amino ini.
Bagaimana struktur tRNA terkait dengannyafungsi? Asam ribonukleat khusus ini disusun sedemikian rupa sehingga pada salah satu sisinya terdapat basa nitrogen yang selalu berpasangan. Ini adalah elemen yang kita ketahui - A, U, C, G. Tepat 3 "huruf" atau basa nitrogen membentuk antikodon - himpunan kebalikan dari elemen yang berinteraksi dengan kodon sesuai dengan prinsip saling melengkapi.
Fitur struktural penting tRNA ini memastikan bahwa tidak akan ada kesalahan saat mendekode asam nukleat template. Lagi pula, itu tergantung pada urutan asam amino yang tepat apakah protein yang dibutuhkan tubuh saat ini disintesis dengan benar.
Fitur bangunan
Apa fitur struktural tRNA dan peran biologisnya? Ini adalah struktur yang sangat kuno. Ukurannya sekitar 73 - 93 nukleotida. Berat molekul suatu zat adalah 25.000–30.000.
Struktur struktur sekunder tRNA dapat dibongkar dengan mempelajari 5 elemen utama molekul. Jadi, asam nukleat ini terdiri dari unsur-unsur berikut:
- lingkaran kontak enzim;
- loop untuk kontak dengan ribosom;
- perulangan antikodon;
- batang akseptor;
- antikodon itu sendiri.
Dan juga alokasikan variabel loop kecil di struktur sekunder. Satu bahu di semua jenis tRNA adalah sama - batang dua sitosin dan satu residu adenosin. Di tempat inilah koneksi dengan 1 dari 20 asam amino yang tersedia terjadi. Setiap asam amino memiliki enzim terpisah - aminoasil-tRNA sendiri.
Semua informasi yang mengenkripsi struktur semuaasam nukleat ditemukan dalam DNA itu sendiri. Struktur tRNA pada semua makhluk hidup di planet ini hampir identik. Ini akan terlihat seperti daun jika dilihat dalam 2-D.
Namun, jika Anda melihat volumenya, molekulnya menyerupai struktur geometris berbentuk L. Ini dianggap sebagai struktur tersier tRNA. Tetapi untuk kenyamanan belajar, biasanya "memutar" secara visual. Struktur tersier terbentuk sebagai hasil interaksi unsur-unsur struktur sekunder, bagian-bagian yang saling melengkapi.
Lengan atau cincin tRNA memainkan peran penting. Satu lengan, misalnya, diperlukan untuk ikatan kimia dengan enzim tertentu.
Ciri khas nukleotida adalah adanya sejumlah besar nukleosida. Ada lebih dari 60 jenis nukleosida minor ini.
Struktur tRNA dan pengkodean asam amino
Kita tahu bahwa antikodon tRNA memiliki panjang 3 molekul. Setiap antikodon sesuai dengan asam amino "pribadi" tertentu. Asam amino ini terhubung ke molekul tRNA menggunakan enzim khusus. Segera setelah 2 asam amino bersatu, ikatan pada tRNA terputus. Semua senyawa kimia dan enzim dibutuhkan sampai waktu yang dibutuhkan. Beginilah struktur dan fungsi tRNA saling berhubungan.
Ada 61 jenis molekul seperti itu di dalam sel. Mungkin ada 64 variasi matematika. Namun, 3 jenis tRNA hilang karena fakta bahwa jumlah kodon stop dalam IRNA ini tidak memiliki antikodon.
Interaksi IRNA dan TRNA
Mari kita pertimbangkan interaksi suatu zat dengan MRNA dan RRNA, serta fitur struktural TRNA. Struktur dan tujuanmakromolekul saling berhubungan.
Struktur IRNA menyalin informasi dari bagian DNA yang terpisah. DNA itu sendiri adalah koneksi molekul yang terlalu besar, dan tidak pernah meninggalkan nukleus. Oleh karena itu, RNA perantara diperlukan - informasi.
Berdasarkan urutan molekul yang disalin oleh RNA, ribosom membangun protein. Ribosom adalah struktur polinukleotida yang terpisah, struktur yang perlu dijelaskan.
Interaksi tRNA ribosom
RNA ribosom adalah organel yang sangat besar. Berat molekulnya adalah 1.000.000 - 1.500.000. Hampir 80% dari jumlah total RNA adalah nukleotida ribosom.
Ini semacam menangkap rantai IRNA dan menunggu antikodon yang akan membawa molekul tRNA bersama mereka. RNA ribosom terdiri dari 2 subunit: kecil dan besar.
Ribosom disebut "pabrik", karena di organel ini semua sintesis zat yang diperlukan untuk kehidupan sehari-hari berlangsung. Ini juga merupakan struktur sel yang sangat kuno.
Bagaimana sintesis protein terjadi di ribosom?
Struktur tRNA dan perannya dalam sintesis protein saling terkait. Antikodon yang terletak di salah satu sisi asam ribonukleat cocok dalam bentuknya untuk fungsi utama - pengiriman asam amino ke ribosom, di mana penyelarasan bertahap protein terjadi. Pada dasarnya, TRNA bertindak sebagai perantara. Tugasnya hanya membawa asam amino yang diperlukan.
Ketika informasi dibaca dari satu bagian IRNA, ribosom bergerak lebih jauh di sepanjang rantai. Matriks hanya diperlukan untuk transmisiinformasi yang dikodekan tentang konfigurasi dan fungsi protein tunggal. Selanjutnya, tRNA lain mendekati ribosom dengan basa nitrogennya. Itu juga menerjemahkan bagian selanjutnya dari RNC.
Decoding terjadi sebagai berikut. Basa nitrogen bergabung menurut prinsip saling melengkapi dengan cara yang sama seperti pada DNA itu sendiri. Dengan demikian, TRNA melihat di mana ia perlu "menambatan" dan ke "hangar" mana untuk mengirim asam amino.
Kemudian di ribosom, asam amino yang dipilih dengan cara ini terikat secara kimia, langkah demi langkah makromolekul linier baru terbentuk, yang, setelah akhir sintesis, berputar menjadi globul (bola). TRNA dan IRNA yang digunakan, setelah memenuhi fungsinya, dikeluarkan dari "pabrik" protein.
Ketika bagian pertama kodon terhubung ke antikodon, kerangka pembacaan ditentukan. Selanjutnya, jika karena alasan tertentu terjadi pergeseran bingkai, maka beberapa tanda protein akan ditolak. Ribosom tidak dapat campur tangan dalam proses ini dan memecahkan masalah. Baru setelah proses selesai, 2 subunit rRNA digabungkan kembali. Rata-rata, untuk setiap 104 asam amino, ada 1 kesalahan. Untuk setiap 25 protein yang telah dirakit, pasti akan terjadi setidaknya 1 kesalahan replikasi.
TRNA sebagai molekul peninggalan
Karena tRNA mungkin sudah ada pada saat asal usul kehidupan di bumi, itu disebut molekul peninggalan. Diyakini bahwa RNA adalah struktur pertama yang ada sebelum DNA dan kemudian berevolusi. Hipotesis Dunia RNA - dirumuskan pada tahun 1986 oleh pemenang penghargaan W alter Gilbert. Namun, untuk membuktikanitu masih sulit. Teori ini didukung oleh fakta yang jelas - molekul tRNA mampu menyimpan blok informasi dan entah bagaimana mengimplementasikan informasi ini, yaitu, bekerja.
Tetapi penentang teori ini berpendapat bahwa rentang hidup yang pendek dari suatu zat tidak dapat menjamin bahwa tRNA adalah pembawa yang baik dari informasi biologis apa pun. Nukleotida ini cepat terdegradasi. Masa hidup tRNA dalam sel manusia berkisar dari beberapa menit hingga beberapa jam. Beberapa spesies dapat bertahan hingga satu hari. Dan jika kita berbicara tentang nukleotida yang sama pada bakteri, maka istilahnya jauh lebih pendek - hingga beberapa jam. Selain itu, struktur dan fungsi tRNA terlalu kompleks untuk suatu molekul menjadi elemen utama biosfer bumi.
