Det är detta stadium som särskiljer implementeringen av tillgänglig genetisk information i celler som eukaryoter och prokaryoter.
Tolkning av detta koncept
Översatt från engelska betyder denna term "bearbetning, bearbetning." Bearbetning är processen för bildning av mogna ribonukleinsyramolekyler från pre-RNA. Med andra ord är detta en uppsättning reaktioner som leder till omvandlingen av primära transkriptionsprodukter (pre-RNA av olika typer) till redan fungerande molekyler.
När det gäller bearbetningen av r- och tRNA handlar det oftast om att skära bort överflödiga fragment från ändarna av molekyler. Om vi talar om mRNA, så kan det noteras att i eukaryoter sker denna process i många steg.
Så, efter att vi redan har lärt oss att bearbetning är omvandlingen av ett primärt transkript till en mogen RNA-molekyl, är det värt att gå vidare till att överväga dess egenskaper.
Huvudkännetecken för konceptet som övervägs
Detta inkluderar följande:
- modifiering av både ändarna av molekylen och RNA, under vilken specifika nukleotidsekvenser fästs till dem, vilket visar platsen för början(slut på) sändning;
- splicing - skär av icke-informativa ribonukleinsyrasekvenser som motsvarar DNA-introner.
När det gäller prokaryoter är deras mRNA inte föremål för bearbetning. Den har förmågan att fungera omedelbart efter slutet av syntesen.
Var äger processen i fråga rum?
I vilken organism som helst sker RNA-bearbetning i kärnan. Det utförs med hjälp av speciella enzymer (deras grupp) för varje enskild typ av molekyl. Translationsprodukter såsom polypeptider som läses direkt från mRNA kan också bearbetas. De så kallade prekursormolekylerna i de flesta proteiner - kollagen, immunglobuliner, matsmältningsenzymer, vissa hormoner - genomgår dessa förändringar, varefter deras verkliga funktion i kroppen börjar.
Vi har redan lärt oss att bearbetning är processen att bilda moget RNA från pre-RNA. Nu är det värt att fördjupa sig i ribonukleinsyrans natur.
RNA: kemisk natur
Detta är en ribonukleinsyra, som är en sampolymer av pyrimidin- och purin-ribonukleitider, som är förbundna med varandra, precis som i DNA, genom 3' - 5'-fosfodiesterbryggor.
Trots att dessa två typer av molekyler är lika skiljer de sig åt på flera sätt.
Särskiljande egenskaper hos RNA och DNA
För det första har ribonukleinsyra en kolrest, till vilken pyrimidin och purinbaser, fosfatgrupper - ribos, medan DNA har 2'-deoxiribos.
För det andra skiljer sig även pyrimidinkomponenterna. Liknande komponenter är nukleotiderna av adenin, cytosin, guanin. RNA innehåller uracil istället för tymin.
För det tredje har RNA en 1-strängad struktur, medan DNA är en 2-strängad molekyl. Men ribonukleinsyrasträngen innehåller regioner med motsatt polaritet (komplementär sekvens) som gör att dess enkelsträng kan vikas ihop och bilda "hårnålar" - strukturer utrustade med 2-strängade egenskaper (som visas i figuren ovan).
Fjärde, på grund av det faktum att RNA är en enkelsträng som är komplementär till endast en av DNA-strängarna, behöver guanin inte finnas i den i samma innehåll som cytosin och adenin som uracil.
För det femte kan RNA hydrolyseras med alkali till 2', 3'-cykliska diestrar av mononukleotider. Rollen som en mellanprodukt vid hydrolys spelas av 2', 3', 5-triester, som inte kan bildas under loppet av en liknande process för DNA på grund av frånvaron av 2'-hydroxylgrupper i den. Jämfört med DNA är den alkaliska labiliteten hos ribonukleinsyra en användbar egenskap för både diagnostiska och analytiska ändamål.
Informationen i 1-strängat RNA realiseras vanligtvis som en sekvens av pyrimidin- och purinbaser, med andra ord i form av polymerkedjans primära struktur.
Denna sekvenskomplementär till genkedjan (kodning) från vilken RNA:t "läses". På grund av denna egenskap kan en ribonukleinsyramolekyl specifikt binda till en kodande sträng, men kan inte göra det med en icke-kodande DNA-sträng. RNA-sekvensen, förutom ersättningen av T med U, liknar den för genens icke-kodande sträng.
RNA-typer
Nästan alla av dem är involverade i en sådan process som proteinbiosyntes. Följande typer av RNA är kända:
- Matris (mRNA). Dessa är cytoplasmatiska ribonukleinsyramolekyler som fungerar som mallar för proteinsyntes.
- Ribosom alt (rRNA). Detta är en cytoplasmatisk RNA-molekyl som fungerar som strukturella komponenter såsom ribosomer (organeller involverade i proteinsyntes).
- Transport (tRNA). Dessa är molekyler av transportribonukleinsyror som deltar i översättningen (translationen) av mRNA-information till en aminosyrasekvens som redan finns i proteiner.
En betydande del av RNA i form av första transkript, som bildas i eukaryota celler, inklusive däggdjursceller, är föremål för nedbrytningsprocessen i kärnan och spelar ingen informations- eller strukturell roll i cytoplasma.
I mänskliga celler (odlade) hittades en klass av små nukleära ribonukleinsyror, som inte är direkt involverade i proteinsyntes, men påverkar RNA-bearbetning, såväl som den övergripande cellulära "arkitekturen". Deras storlekar varierar, de innehåller 90 - 300 nukleotider.
Ribonukleinsyra är det huvudsakliga genetiska materialet iett antal växt- och djurvirus. Vissa RNA-virus går aldrig igenom omvänd transkription av RNA till DNA. Men fortfarande kännetecknas många djurvirus, till exempel retrovirus, av omvänd translation av deras RNA-genom, styrd av RNA-beroende omvänt transkriptas (DNA-polymeras) med bildandet av en 2-strängad DNA-kopia. I de flesta fall introduceras det framväxande 2-strängade DNA-transkriptet i genomet, vilket ytterligare tillhandahåller uttryck av virala gener och produktion av nya kopior av RNA-genom (även virala).
Post-transkriptionella modifieringar av ribonukleinsyra
Dess molekyler syntetiserade med RNA-polymeraser är alltid funktionellt inaktiva och fungerar som prekursorer, nämligen pre-RNA. De omvandlas till redan mogna molekyler först efter att de har passerat lämpliga post-transkriptionella modifieringar av RNA - stadierna av dess mognad.
Bildningen av moget mRNA börjar under syntesen av RNA och polymeras II vid förlängningsstadiet. Redan till 5'-änden av den gradvis växande RNA-strängen fästs av 5'-änden av GTP, sedan klyvs ortofosfatet av. Vidare metyleras guanin med utseendet av 7-metyl-GTP. En sådan speciell grupp, som är en del av mRNA:t, kallas en "cap" (hatt eller mössa).
Beroende på typen av RNA (ribosom alt, transport, mall, etc.), genomgår prekursorer olika sekventiella modifieringar. Till exempel genomgår mRNA-prekursorer splitsning, metylering, kapsling, polyadenylering och ibland redigering.
Eukaryoter: tot altfunktion
Den eukaryota cellen är domänen för levande organismer, och den innehåller kärnan. Förutom bakterier, arkéer, är alla organismer nukleära. Växter, svampar, djur, inklusive den grupp av organismer som kallas protister, är alla eukaryota organismer. De är både encelliga och flercelliga, men de har alla en gemensam plan för cellstruktur. Det är allmänt accepterat att dessa organismer, så olika, har samma ursprung, varför kärngruppen uppfattas som en monofyletisk taxon av högsta rang.
Baserat på vanliga hypoteser uppstod eukaryoter för 1,5 - 2 miljarder år sedan. En viktig roll i deras utveckling ges till symbiogenes - symbios av en eukaryot cell som hade en kärna som kan fagocytos och bakterier som sväljs av den - föregångare till plastider och mitokondrier.
Prokaryoter: allmänna egenskaper
Dessa är 1-celliga levande organismer som inte har en kärna (bildad), resten av membranorganellerna (inre). Den enda stora cirkulära 2-strängade DNA-molekylen som innehåller det mesta av det cellulära genetiska materialet är en som inte bildar ett komplex med histonproteiner.
Prokaryoter inkluderar arkéer och bakterier, inklusive cyanobakterier. Ättlingar till icke-nukleära celler - eukaryota organeller - plastider, mitokondrier. De är uppdelade i 2 taxa inom domänen: Archaea och Bacteria.
Dessa celler har inget kärnhölje, DNA-paketering sker utan inblandning av histoner. Typen av deras näring är osmotrofisk, och det genetiska materialetrepresenteras av en DNA-molekyl, som är sluten i en ring, och det finns bara 1 replikon. Prokaryoter har organeller som har en membranstruktur.
Skillnaden mellan eukaryoter och prokaryoter
Den grundläggande egenskapen hos eukaryota celler är förknippad med närvaron av en genetisk apparat i dem, som är belägen i kärnan, där den skyddas av ett skal. Deras DNA är linjärt, associerat med histonproteiner, andra kromosomala proteiner som saknas i bakterier. Som regel finns 2 kärnfaser i deras livscykel. Man har en haploid uppsättning kromosomer, och sedan sammanslagna bildar två haploida celler en diploid cell, som redan innehåller den andra uppsättningen kromosomer. Det händer också att cellen under efterföljande delning återigen blir haploid. Denna typ av livscykel, liksom diploidi i allmänhet, är inte karakteristisk för prokaryoter.
Den mest intressanta skillnaden är närvaron av speciella organeller i eukaryoter, som har sin egen genetiska apparat och reproducerar sig genom delning. Dessa strukturer är omgivna av ett membran. Dessa organeller är plastider och mitokondrier. När det gäller vital aktivitet och struktur påminner de förvånansvärt mycket om bakterier. Denna omständighet fick forskare att tro att de är ättlingar till bakteriella organismer som gick in i symbios med eukaryoter.
Prokaryoter har få organeller, av vilka ingen är omgiven av ett andra membran. De saknar det endoplasmatiska retikulum, Golgi-apparaten och lysosomer.
En annan viktig skillnad mellan eukaryoter och prokaryoter är förekomsten av fenomenet endocytos i eukaryoter, inklusive fagocytos ide flesta grupper. Det senare är förmågan att fånga genom inneslutning i en membranbubbla och sedan smälta olika fasta partiklar. Denna process ger den viktigaste skyddsfunktionen i kroppen. Förekomsten av fagocytos beror förmodligen på att deras celler är medelstora. Prokaryota organismer, å andra sidan, är ojämförligt mindre, varför det under eukaryoternas utveckling uppstod ett behov i samband med att förse cellen med en betydande mängd mat. Som ett resultat uppstod de första mobila rovdjuren bland dem.
Bearbetning som ett av stegen i proteinbiosyntes
Detta är det andra steget som börjar efter transkription. Proteinbearbetning sker endast i eukaryoter. Detta är mRNA-mognad. För att vara exakt är detta borttagning av regioner som inte kodar för ett protein, och tillägg av kontroller.
Slutsats
Den här artikeln beskriver vad bearbetning är (biologi). Den berättar också vad RNA är, listar dess typer och post-transkriptionella modifieringar. De utmärkande egenskaperna hos eukaryoter och prokaryoter beaktas.
Slutligen är det värt att komma ihåg att bearbetning är processen att bilda moget RNA från pre-RNA.
