Tahap inilah yang membedakan penerapan informasi genetik yang tersedia dalam sel seperti eukariota dan prokariota.
Interpretasi konsep ini
Diterjemahkan dari bahasa Inggris, istilah ini berarti "memproses, memproses." Pengolahan adalah proses pembentukan molekul asam ribonukleat matang dari pra-RNA. Dengan kata lain, ini adalah serangkaian reaksi yang mengarah pada transformasi produk transkripsi primer (pre-RNA dari berbagai jenis) menjadi molekul yang sudah berfungsi.
Adapun pemrosesan r- dan tRNA, paling sering dilakukan dengan memotong fragmen berlebih dari ujung molekul. Jika kita berbicara tentang mRNA, maka di sini dapat dicatat bahwa pada eukariota proses ini berlangsung dalam banyak tahap.
Jadi, setelah kita mengetahui bahwa pemrosesan adalah transformasi transkrip primer menjadi molekul RNA matang, ada baiknya beralih ke mempertimbangkan fitur-fiturnya.
Fitur utama dari konsep yang sedang dipertimbangkan
Ini termasuk yang berikut:
- modifikasi kedua ujung molekul dan RNA, di mana urutan nukleotida tertentu melekat padanya, menunjukkan tempat awal(akhir) siaran;
- splicing - memotong urutan asam ribonukleat non-informatif yang sesuai dengan intron DNA.
Adapun prokariota, mRNA mereka tidak diproses. Ia memiliki kemampuan untuk bekerja segera setelah akhir sintesis.
Di mana proses yang dimaksud berlangsung?
Dalam organisme apa pun, pemrosesan RNA terjadi di dalam nukleus. Ini dilakukan dengan menggunakan enzim khusus (kelompoknya) untuk setiap jenis molekul. Produk terjemahan seperti polipeptida yang langsung dibaca dari mRNA juga dapat diproses. Apa yang disebut molekul prekursor sebagian besar protein - kolagen, imunoglobulin, enzim pencernaan, beberapa hormon - mengalami perubahan ini, setelah itu fungsi sebenarnya mereka dalam tubuh dimulai.
Kita telah mempelajari bahwa pemrosesan adalah proses pembentukan RNA matang dari pra-RNA. Sekarang ada baiknya mempelajari sifat asam ribonukleat itu sendiri.
RNA: sifat kimia
Ini adalah asam ribonukleat, yang merupakan kopolimer dari pirimidin dan ribonukleitida purin, yang terhubung satu sama lain, seperti pada DNA, melalui jembatan 3' - 5'-fosfodiester.
Meskipun 2 jenis molekul ini serupa, mereka berbeda dalam beberapa hal.
Ciri Pembeda RNA dan DNA
Pertama, asam ribonukleat memiliki residu karbon, di mana pirimidin dan purinbasa, gugus fosfat - ribosa, sedangkan DNA memiliki 2'-deoksiribosa.
Kedua, komponen pirimidin juga berbeda. Komponen serupa adalah nukleotida adenin, sitosin, guanin. RNA mengandung urasil bukan timin.
Ketiga, RNA memiliki struktur beruntai 1, sedangkan DNA adalah molekul beruntai 2. Tetapi untai asam ribonukleat mengandung daerah dengan polaritas yang berlawanan (urutan komplementer) yang memungkinkan untai tunggalnya melipat dan membentuk "jepit rambut" - struktur yang memiliki karakteristik 2 untai (seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas).
Keempat, karena fakta bahwa RNA adalah untai tunggal yang melengkapi hanya satu untai DNA, guanin tidak harus ada di dalamnya dalam kandungan yang sama dengan sitosin, dan adenin sebagai urasil.
Kelima, RNA dapat dihidrolisis dengan alkali menjadi diester 2', 3'-siklik dari mononukleotida. Peran produk antara dalam hidrolisis dimainkan oleh 2', 3', 5-tester, yang tidak dapat terbentuk selama proses serupa untuk DNA karena tidak adanya gugus 2'-hidroksil di dalamnya. Dibandingkan dengan DNA, labilitas basa asam ribonukleat adalah properti yang berguna untuk tujuan diagnostik dan analitis.
Informasi yang terkandung dalam RNA untai 1 biasanya diwujudkan sebagai urutan basa pirimidin dan purin, dengan kata lain, dalam bentuk struktur primer rantai polimer.
urutan inikomplementer dengan rantai gen (pengkodean) dari mana RNA "dibaca". Karena sifat ini, molekul asam ribonukleat dapat secara khusus mengikat untai pengkode, tetapi tidak dapat melakukannya dengan untai DNA non-kode. Urutan RNA, kecuali penggantian T dengan U, mirip dengan untai non-coding gen.
tipe RNA
Hampir semuanya terlibat dalam proses seperti biosintesis protein. Jenis RNA berikut diketahui:
- Matriks (mRNA). Ini adalah molekul asam ribonukleat sitoplasma yang bertindak sebagai cetakan untuk sintesis protein.
- Ribosom (rRNA). Ini adalah molekul RNA sitoplasma yang bertindak sebagai komponen struktural seperti ribosom (organel yang terlibat dalam sintesis protein).
- Transportasi (tRNA). Ini adalah molekul asam ribonukleat pengangkut yang mengambil bagian dalam translasi (penerjemahan) informasi mRNA menjadi urutan asam amino yang sudah ada dalam protein.
Bagian penting RNA dalam bentuk transkrip pertama, yang dibentuk dalam sel eukariotik, termasuk sel mamalia, mengalami proses degradasi dalam nukleus, dan tidak memainkan peran informasional atau struktural dalam sitoplasma.
Dalam sel manusia (dibudidayakan) ditemukan kelas asam ribonukleat nuklir kecil, yang tidak terlibat langsung dalam sintesis protein, tetapi mempengaruhi pemrosesan RNA, serta "arsitektur" seluler secara keseluruhan. Ukurannya bervariasi, mengandung 90 - 300 nukleotida.
Asam ribonukleat adalah materi genetik utama dalambeberapa virus tumbuhan dan hewan. Beberapa virus RNA tidak pernah melalui transkripsi balik RNA menjadi DNA. Tapi tetap saja, banyak virus hewan, misalnya, retrovirus, dicirikan oleh terjemahan terbalik dari genom RNA mereka, diarahkan oleh RNA-dependent reverse transcriptase (DNA polimerase) dengan pembentukan salinan DNA 2-untai. Dalam kebanyakan kasus, transkrip DNA 2-untai yang muncul dimasukkan ke dalam genom, yang selanjutnya menyediakan ekspresi gen virus dan produksi salinan baru genom RNA (juga virus).
Modifikasi pasca-transkripsi asam ribonukleat
Molekulnya yang disintesis dengan RNA polimerase selalu tidak aktif secara fungsional dan bertindak sebagai prekursor, yaitu pra-RNA. Mereka diubah menjadi molekul yang sudah matang hanya setelah mereka melewati modifikasi RNA pasca-transkripsi yang sesuai - tahap pematangannya.
Pembentukan mRNA matang dimulai selama sintesis RNA dan polimerase II pada tahap elongasi. Sudah pada ujung 5' dari untai RNA yang tumbuh secara bertahap dilekatkan oleh ujung 5' GTP, kemudian ortofosfat dibelah. Selanjutnya, guanin dimetilasi dengan munculnya 7-metil-GTP. Gugus khusus seperti itu, yang merupakan bagian dari mRNA, disebut "topi" (topi atau tutup).
Bergantung pada jenis RNA (ribosom, transpor, templat, dll.), prekursor mengalami berbagai modifikasi berurutan. Misalnya, prekursor mRNA menjalani penyambungan, metilasi, pembatasan, poliadenilasi, dan terkadang pengeditan.
Eukariota: totalfitur
Sel eukariotik adalah domain organisme hidup, dan mengandung nukleus. Selain bakteri, archaea, organisme apa pun adalah nuklir. Tumbuhan, jamur, hewan, termasuk kelompok organisme yang disebut protista, semuanya adalah organisme eukariotik. Mereka berdua bersel 1 dan multiseluler, tetapi mereka semua memiliki rencana struktur seluler yang sama. Secara umum diterima bahwa organisme ini, sangat berbeda, memiliki asal yang sama, itulah sebabnya kelompok nuklir dianggap sebagai takson monofiletik dengan peringkat tertinggi.
Berdasarkan hipotesis umum, eukariota berasal dari 1,5 - 2 miliar tahun yang lalu. Peran penting dalam evolusi mereka diberikan pada simbiogenesis - simbiosis sel eukariotik yang memiliki nukleus yang mampu memfagositosis dan bakteri yang ditelan olehnya - prekursor plastid dan mitokondria.
Prokariota: karakteristik umum
Ini adalah organisme hidup bersel 1 yang tidak memiliki nukleus (terbentuk), sisa organel membran (dalam). Satu-satunya molekul DNA untai 2 melingkar besar yang mengandung sebagian besar materi genetik seluler adalah yang tidak membentuk kompleks dengan protein histon.
Prokariota termasuk archaea dan bakteri, termasuk cyanobacteria. Keturunan sel non-nuklir - organel eukariotik - plastida, mitokondria. Mereka dibagi menjadi 2 taksa dalam peringkat domain: Archaea dan Bakteri.
Sel-sel ini tidak memiliki selubung inti, pengemasan DNA terjadi tanpa keterlibatan histon. Jenis nutrisi mereka adalah osmotrofik, dan materi genetikdiwakili oleh satu molekul DNA, yang tertutup dalam sebuah cincin, dan hanya ada 1 replika. Prokariota memiliki organel yang memiliki struktur membran.
Perbedaan antara eukariota dan prokariota
Fitur dasar sel eukariotik dikaitkan dengan keberadaan perangkat genetik di dalamnya, yang terletak di nukleus, di mana ia dilindungi oleh cangkang. DNA mereka linier, terkait dengan protein histon, protein kromosom lain yang tidak ada pada bakteri. Sebagai aturan, 2 fase nuklir hadir dalam siklus hidupnya. Satu memiliki satu set kromosom haploid, dan kemudian bergabung, 2 sel haploid membentuk sel diploid, yang sudah berisi set ke-2 kromosom. Juga terjadi bahwa selama pembelahan berikutnya, sel kembali menjadi haploid. Siklus hidup seperti ini, serta diploid pada umumnya, bukan merupakan ciri prokariota.
Perbedaan yang paling menarik adalah adanya organel khusus pada eukariota, yang memiliki perangkat genetiknya sendiri dan berkembang biak dengan pembelahan. Struktur ini dikelilingi oleh membran. Organel tersebut adalah plastida dan mitokondria. Dalam hal aktivitas dan struktur vital, mereka secara mengejutkan mirip dengan bakteri. Keadaan ini mendorong para ilmuwan untuk berpikir bahwa mereka adalah keturunan organisme bakteri yang bersimbiosis dengan eukariota.
Prokariota memiliki beberapa organel, tidak ada satupun yang dikelilingi oleh membran ke-2. Mereka tidak memiliki retikulum endoplasma, aparatus Golgi, dan lisosom.
Perbedaan penting lainnya antara eukariota dan prokariota adalah adanya fenomena endositosis pada eukariota, termasuk fagositosis padakebanyakan kelompok. Yang terakhir adalah kemampuan untuk menangkap dengan cara mengurung dalam gelembung membran, dan kemudian mencerna berbagai partikel padat. Proses ini memberikan fungsi perlindungan yang paling penting dalam tubuh. Terjadinya fagositosis diduga karena selnya berukuran sedang. Organisme prokariotik, di sisi lain, jauh lebih kecil, itulah sebabnya dalam evolusi eukariota, muncul kebutuhan yang terkait dengan memasok sel dengan sejumlah besar makanan. Akibatnya, predator seluler pertama muncul di antara mereka.
Pengolahan sebagai salah satu tahapan dalam biosintesis protein
Ini adalah langkah kedua yang dimulai setelah transkripsi. Pemrosesan protein hanya terjadi pada eukariota. Ini adalah pematangan mRNA. Tepatnya, ini adalah penghapusan daerah yang tidak mengkode protein, dan penambahan kontrol.
Kesimpulan
Artikel ini menjelaskan apa itu pemrosesan (biologi). Ini juga memberi tahu apa itu RNA, mencantumkan jenisnya dan modifikasi pasca-transkripsi. Fitur khas eukariota dan prokariota dipertimbangkan.
Terakhir, perlu diingat bahwa pemrosesan adalah proses pembentukan RNA matang dari pra-RNA.
