RNA ni sehemu muhimu ya mifumo ya kijeni ya molekuli ya seli. Maudhui ya asidi ya ribonucleic ni asilimia chache ya uzito wake kavu, na karibu 3-5% ya kiasi hiki huanguka kwenye messenger RNA (mRNA), ambayo inahusika moja kwa moja katika usanisi wa protini, na kuchangia katika utekelezaji wa jenomu.
Molekuli ya mRNA husimba mfuatano wa asidi ya amino ya protini inayosomwa kutoka kwa jeni. Kwa hivyo, asidi ya ribonucleic ya matriki inaitwa vinginevyo ya habari (mRNA).
Sifa za jumla
Kama asidi zote za ribonucleic, messenger RNA ni msururu wa ribonucleotides (adenine, guanini, cytosine na uracil) zilizounganishwa kwa bondi za phosphodiester. Mara nyingi, mRNA huwa na muundo msingi tu, lakini katika hali nyingine huwa na muundo wa pili.
Kuna makumi ya maelfu ya spishi za mRNA katika seli, ambayo kila moja inawakilishwa na molekuli 10-15 zinazolingana na tovuti mahususi katika DNA. mRNA ina habari kuhusu muundo wa moja au zaidibakteria) protini. Mfuatano wa asidi ya amino unawasilishwa kama sehemu tatu za eneo la usimbaji la molekuli ya mRNA.
Jukumu la kibayolojia
Jukumu kuu la messenger RNA ni kutekeleza taarifa za kinasaba kwa kuzihamisha kutoka kwa DNA hadi kwenye tovuti ya usanisi wa protini. Katika hali hii, mRNA hufanya kazi mbili:
- huandika upya maelezo kuhusu muundo msingi wa protini kutoka kwa jenomu, ambayo hufanywa katika mchakato wa unakili;
- huingiliana na kifaa cha kusanisi protini (ribosomes) kama matrix ya kisemantiki inayobainisha mfuatano wa asidi ya amino.
Kwa kweli, unukuzi ni usanisi wa RNA, ambapo DNA hufanya kazi kama kiolezo. Hata hivyo, katika kesi ya messenger RNA pekee ambapo mchakato huu una thamani ya kuandika upya maelezo kuhusu protini kutoka kwa jeni.
Ni mRNA ambayo ni mpatanishi mkuu ambapo njia kutoka kwa genotype hadi phenotype (DNA-RNA-protein) inatekelezwa.
Muda wa maisha wa mRNA kwenye seli
Messenger RNA anaishi kwenye seli kwa muda mfupi sana. Kipindi cha kuwepo kwa molekuli moja kina sifa ya vigezo viwili:
- Nusu ya maisha hubainishwa na uwezo wa mRNA kutumika kama kiolezo na hupimwa kwa kupunguzwa kwa kiwango cha protini iliyosanisishwa kwa kila molekuli. Katika prokaryotes, takwimu hii ni takriban dakika 2. Katika kipindi hiki, kiasi cha protini iliyosasishwa hupunguzwa kwa nusu.
- Nusu ya maisha ya kemikali hubainishwa na kupunguzwa kwa molekuli za RNA zinazoweza kuchanganywa.(kiwanja kisawiri) chenye DNA, ambayo inabainisha uadilifu wa muundo msingi.
Nusu ya maisha ya kemikali kwa kawaida huwa ya muda mrefu kuliko nusu ya maisha, kwani uharibifu mdogo wa awali wa molekuli (kwa mfano, kukatika mara moja kwa mnyororo wa ribonucleotide) bado hauzuii mseto na DNA, lakini tayari huzuia protini. usanisi.
Nusu ya maisha ni dhana ya takwimu, kwa hivyo kuwepo kwa molekuli fulani ya RNA kunaweza kuwa juu zaidi au chini zaidi kuliko thamani hii. Kwa sababu hiyo, baadhi ya mRNA zina muda wa kutafsiriwa mara kadhaa, huku nyingine kikiharibika kabla ya usanisi wa molekuli moja ya protini kukamilika.
Kwa upande wa uharibifu, mRNA za yukariyoti ni thabiti zaidi kuliko zile za prokaryotic (nusu ya maisha ni takriban saa 6). Kwa sababu hii, ni rahisi zaidi kutenganisha kutoka kwa seli nzima.
mRNA muundo
Msururu wa nyukleotidi wa mjumbe RNA hujumuisha maeneo yaliyotafsiriwa, ambamo muundo msingi wa protini umesimbwa, na maeneo yasiyo ya taarifa, ambayo muundo wake hutofautiana katika prokariyoti na yukariyoti.
Eneo la kusimba huanza na kodoni ya kufundwa (AUG) na kuishia na mojawapo ya kodoni za kuzima (UAG, UGA, UAA). Kulingana na aina ya seli (nyuklia au prokaryotic), messenger RNA inaweza kuwa na eneo moja au zaidi ya tafsiri. Katika kesi ya kwanza, inaitwa monocistronic, na kwa pili - polycistronic. Tabia hii ya mwisho ni ya bakteria na archaea pekee.
Sifa za muundo na utendakazi wa mRNA katika prokariyoti
Michakato ya unakili katika prokariyotina tafsiri hufanyika kwa wakati mmoja, kwa hivyo RNA ya mjumbe ina muundo wa msingi tu. Kama ilivyo katika yukariyoti, inawakilishwa na mfuatano wa mfuatano wa ribonucleotidi, ambayo ina maeneo ya taarifa na yasiyo ya kusimba.
MRNA nyingi za bakteria na archaea ni polycistronic (ina maeneo kadhaa ya usimbaji), ambayo ni kutokana na upekee wa mpangilio wa jenomu ya prokaryotic, ambayo ina muundo wa opereni. Hii ina maana kwamba taarifa kuhusu protini kadhaa husimbwa katika nakala moja ya DNA, ambayo baadaye huhamishiwa kwenye RNA. Sehemu ndogo ya messenger RNA ni monocistronic.
Maeneo ambayo hayajatafsiriwa ya mRNA ya bakteria yanawakilishwa na:
- mfuatano wa kiongozi (iko kwenye 5`-mwisho);
- trela (au mwisho) mlolongo (iko kwenye 3`-mwisho);
- maeneo intercistronic yasiyotafsiriwa (spacers) - yaliyo kati ya maeneo ya usimbaji ya polycistronic RNA.
Urefu wa mfuatano wa intercistronic unaweza kuwa kutoka 1-2 hadi 30 nucleotidi.
Eukaryotic mRNA
Eukaryotic mRNA daima ni monocistronic na ina seti changamano zaidi ya maeneo yasiyo ya kusimba ambayo ni pamoja na:
- cap;
- 5`-eneo lisilotafsiriwa (5`NTR);
- 3`-eneo lisilotafsiriwa (3`NTR);
- polyadenyl mkia.
Muundo wa jumla wa mjumbe RNA katika yukariyoti unaweza kuwakilishwa kamamipango yenye mlolongo ufuatao wa vipengele: cap, 5`-UTR, AUG, eneo lililotafsiriwa, kodoni ya kusimama, 3`UTR, poly-A-tail.
Katika yukariyoti, michakato ya unukuzi na tafsiri hutenganishwa katika muda na nafasi. Mjumbe wa RNA hupata kofia na mkia wa polyadenyl wakati wa kukomaa, ambayo huitwa usindikaji, na kisha husafirishwa kutoka kwenye kiini hadi kwenye cytoplasm, ambapo ribosomes hujilimbikizia. Uchakataji pia hupunguza introni ambazo huhamishiwa kwa RNA kutoka kwa jenomu ya yukariyoti.
Ambapo asidi ya ribonucleic huunganishwa
Aina zote za RNA huundwa kwa vimeng'enya maalum (RNA polymerase) kulingana na DNA. Ipasavyo, ujanibishaji wa mchakato huu katika seli za prokariyoti na yukariyoti ni tofauti.
Katika yukariyoti, unukuzi hufanywa ndani ya kiini, ambamo DNA hujilimbikizia katika umbo la kromatini. Wakati huo huo, pre-mRNA inasanisishwa kwanza, ambayo hupitia marekebisho kadhaa na baada ya hayo tu kusafirishwa hadi kwenye saitoplazimu.
Katika prokariyoti, mahali ambapo asidi ya ribonucleic huunganishwa ni eneo la saitoplazimu inayopakana na nyukleoidi. Vimeng'enya vinavyotengeneza RNA huingiliana na vitanzi vilivyoharibika vya kromatini ya bakteria.
Njia ya unukuzi
Mchanganyiko wa messenger RNA unatokana na kanuni ya ukamilishano wa asidi nucleic na unafanywa na RNA polymerases ambazo huchochea kufungwa kwa kifungo cha phosphodiester kati ya trifosfati ya ribonucleoside.
Katika prokariyoti, mRNA hutengenezwa kwa kimeng'enya sawa na spishi zingine.ribonucleotidi, na katika yukariyoti na RNA polymerase II.
Unukuzi unajumuisha hatua 3: uanzishaji, urefu na usitishaji. Katika hatua ya kwanza, polimasi hushikamana na kikuzaji, tovuti maalumu inayotangulia mlolongo wa usimbaji. Katika hatua ya kurefushwa, kimeng'enya huunda mnyororo wa RNA kwa kuongeza nyukleotidi kwenye mnyororo unaoingiliana kikamilifu na mnyororo wa kiolezo cha DNA.
