О молекулах РНК

О рибонуклеиновых кислотах (РНК)



Для поддержания жизни в живом организме происходит множество процессов. Некоторые из них мы можем наблюдать — дыхание, прием пищи, избавление от продуктов жизнедеятельности, получение информации органами чувств и забывание этой информации. Но большая часть химических процессов скрыта от глаз.
image

Справка. Классификация

По-научному, обмен веществ это метаболизм.

Метаболизм обычно делят на две стадии:
в ходе катаболизма сложные органические молекулы распадаются на более простые, с получением энергии; (энергия тратится)
в процессах анаболизма затрачивается энергия на синтез из простых молекул сложных биомолекул. (энергия запасается)

Биомолекулы, как видно выше, делятся на малые молекулы и большие.

Малые:
Липиды (жиры), фосфолипиды, гликолипиды, стеролы, глицеролипиды,
Витамины
Гормоны, нейромедиаторы
Метаболиты
Большие:
Мономеры, олигомеры и полимеры.

Мономеры Олигомеры Биополимеры

Аминокислоты Олигопептиды Полипептиды, белки
Моносахариды Олигосахариды Полисахариды (крахмал, целлюлоза)
Нуклеотиды Олигонуклеотиды Полинуклеотиды, (ДНК, РНК)

В столбце биополимеры находятся полинуклеотиды. Именно здесь находится рибонуклеиновая кислота — объект статьи.

Рибонуклеиновые кислоты. Строение, назначение.

image
На рисунке показана молекула РНК.
Нуклеиновые кислоты ДНК и РНК присутствуют в клетках всех живых организмов и выполняют функции по хранению, передаче и реализации наследственной информации.

Сходство и отличие РНК и ДНК

Как видно, есть внешнее сходство с известной структурой молекулы ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислотой).
Однако, РНК может иметь как двухцепочечную структуру, так и одноцепочечную.
Нуклеотиды (пяти- и шестиугольники на рисунке)
Кроме того, нить РНК состоит из четырех нуклеотидов (или азотистых оснований, что одно и то же): аденин, урацил, гуанин и цитозин.
Нить ДНК же состоит из другого набора нуклеотидов: аденин, гуанин, тимин и цитозин.
Химическое строение полинуклеотида РНК:
image
Как видим, имеются характерные нуклеотиды урацил (для РНК) и тимин (для ДНК).
Все 5 нуклеотидов на рисунке:
image
Шестиугольники на рисунках — это бензольные кольца, в которые, вместо углерода, встраиваются другие элементы, в данном случае, это азот.

Бензол. Для справки.

Химическая формула бензола — C6H6. Т.е. в каждом угле шестиугольника находится атом углерода. 3 дополнительные внутренние линии в шестиугольнике указывают на наличие двойных ковалентных связей между этими атомами углерода. Углерод — элемент 4 группы периодической таблицы Менделеева, следовательно, у него 4 электрона могут образовать ковалентную связь. На рисунке — одна связь — с электроном водорода, вторая — с электроном углерода слева и еще 2 — с 2 электронами углерода справа. Впрочем, физически существует единое электронное облако, охватывающее все 6 атомов углерода бензола.
image

Соединение азотистых оснований

Комплементарные нуклеотиды друг с другом сцепляются (гибридизуются) с помощью водородных связей. Аденин комплементарен урацилу, а гуанин — цитозину. Чем длиннее на данной РНК комплементарные участки, тем прочнее будет образуемая ими структура; наоборот, короткие участки будут нестабильными. Это определяет функцию конкретной РНК.
На рисунке фрагмент комплементарного участка РНК. Азотистые основания закрашены синим цветом
image

Структура РНК

Сцепление многих групп нуклеотидов образуют РНК-шпильки (первичная структура):
image
Множество шпилек в ленте сцепляются в двойную спираль. В развернутом виде такая структура напоминают дерево (Вторичная структура):
image
Спирали так же взаимодействуют друг с другом (третичная структура). Видно, как разные спирали соединены друг с другом:
image
Другие РНК сворачиваются аналогично. Напоминает набор лент (четвертичная структура).
image

Заключение

Для вычисления конформаций, которые примут РНК, по их первичной последовательности существуют программы
Есть множество задач, находящихся в процессе решения. Например явление РНК-интерференции, теломеразный РНК-компонент
Возможно, кто-то из вас, участники хабра, поучаствует в одном из этих проектов))
Share post
AdBlock has stolen the banner, but banners are not teeth — they will be back

More
Ads

Comments 15

    +5
    Больше похоже на реферат, а не на статью, если честно.
      +4
      И тут внезапно кончилась статья.
        +1
        Зачем вы опубликовали топик абсолютно не относящийся к brainfuck'у в блог brainfuck?
          –2
          Вы правы. Хаб «биотехнологии» доступен только для пользователей с кармой выше 5. А brainfuck почему-то доступен с нулевой кармой. Я думал, что brainfuck — это мозгоё…
          • UFO just landed and posted this here
          +2
          Ээ, тот кто в теме всё это знает и так, ибо базис же.
          А те, кто биологию/химию только в школе изучали, и то 10 лет назад, думается, и половины слов не знают толком.
          • UFO just landed and posted this here
            0
            я только в школе и на первом курсе универа химию изучал. Поэтому рассказал в статье только то, что сам понимаю. То, что выходит за рамки общего обзора — с удовольствием хотелось бы услышать от профессионалов или компетентных людей в данной отрасли. Возможно такие на хабре есть. Мы бы с удовольствием узнали о проектах и программах, в которых работают современные биохимики))
            0
            Что-то я не уловил смысла статьи…
            Зачем? Для чего?
              +1
              спасибо за вопрос.
              задачей статьи, по-моему скромному мнению, является заинтересовать пользователей хабра в биотехнологиях.
              В заключении я указал руководство к действию — указал ссылку на программы. Думаю, для непосвященного пользователя здесь много нового. А если кто-то заинтересовался и разобрался — то возможно поучаствует в каком-нибудь проекте и расскажет нам или же сделает перевод с английского. Думаю было бы интересно узнать из первых уст, на каком этапе сейчас находятся биотехнологии.
                +1
                У непосвященного пользователя шаблон затрещит от всех этих терминов. Куча непонятных слов — не всегда могут заинтересовать людей, а скорее даже наоборот — отпугнет. Вот хороший пример как сделать интересно всем. У Вас же голый «матан», который проходят на первых курсах биофаков.
                P.S. Если не ошибаюсь, материал из соросовской энциклопедии?
                  0
                  Нет. Хотел сделать упрощенное введение для заинтересовавшей статьи: elementy.ru/problems/624 (Фотки на википедию ссылаются). Здесь про изящнейший механизм регуляции транскрипции с помощью мРНК-шпилек — аттенуацию триптофанового оперона написано. Интересно, но довольно сложно, не хотелось бы публиковать то, что сам плохо представляю. Копипастить тоже не хочется.
                    0
                    Если я правильно понял, то в этой статье рассмотривается механизм регуляции синтеза триптофана. Причем здесь структура и строение РНК, которую Вы описали? А если уж описали структуру, то почему не пояснили ее особенности?
                      0
                      не стоит перегружать статью.

            Only users with full accounts can post comments. Log in, please.