RNT hüceyrənin molekulyar genetik mexanizmlərinin vacib komponentidir. Ribonuklein turşularının tərkibi onun quru çəkisinin bir neçə faizini təşkil edir və bu miqdarın təxminən 3-5%-i genomun həyata keçirilməsinə töhfə verən zülal sintezində birbaşa iştirak edən xəbərçi RNT-nin (mRNT) payına düşür.
mRNT molekulu gendən oxunan zülalın amin turşusu ardıcıllığını kodlayır. Buna görə də, matris ribonuklein turşusu başqa cür məlumatlandırıcı (mRNA) adlanır.
Ümumi xüsusiyyətlər
Bütün ribonuklein turşuları kimi, xəbərçi RNT də fosfodiester bağları ilə bir-birinə bağlanmış ribonukleotidlərdən (adenin, guanin, sitozin və urasil) ibarət zəncirdir. Çox vaxt mRNT yalnız ilkin quruluşa malikdir, lakin bəzi hallarda ikinci dərəcəli quruluşa malikdir.
Hüceyrədə on minlərlə mRNT növü var və onların hər biri DNT-də müəyyən bir yerə uyğun gələn 10-15 molekulla təmsil olunur. mRNT bir və ya bir neçəsinin quruluşu haqqında məlumat ehtiva edirbakteriya) zülallar. Amin turşusu ardıcıllığı mRNT molekulunun kodlaşdırma bölgəsinin üçlüləri kimi təqdim olunur.
Bioloji rol
Messenger RNT-nin əsas funksiyası genetik məlumatı DNT-dən protein sintezi yerinə köçürməklə həyata keçirməkdir. Bu halda mRNT iki vəzifə yerinə yetirir:
- transkripsiya prosesində həyata keçirilən genomdan zülalın ilkin strukturu haqqında məlumatı yenidən yazır;
- amin turşusu ardıcıllığını təyin edən semantik matris kimi zülal sintez edən aparat (ribosomlar) ilə qarşılıqlı əlaqədə olur.
Əslində transkripsiya DNT-nin şablon rolunu oynadığı RNT-nin sintezidir. Bununla belə, yalnız xəbərçi RNT vəziyyətində bu proses gendən zülal haqqında məlumatı yenidən yazmaq dəyərinə malikdir.
Genotipdən fenotipə (DNT-RNT-protein) yolun keçdiyi əsas vasitəçi mRNT-dir.
Hüceyrədəki mRNT-nin ömrü
Messenger RNT hüceyrədə çox qısa müddət yaşayır. Bir molekulun mövcudluğu müddəti iki parametrlə xarakterizə olunur:
- Funksional yarımxaricolma dövrü mRNT-nin şablon kimi xidmət etmə qabiliyyəti ilə müəyyən edilir və hər molekulda sintez edilən zülalın miqdarının azalması ilə ölçülür. Prokaryotlarda bu rəqəm təxminən 2 dəqiqədir. Bu müddət ərzində sintez edilən zülalın miqdarı yarıya qədər azalır.
- Kimyəvi yarımxaricolma dövrü hibridləşməyə qadir olan xəbərçi RNT molekullarının azalması ilə müəyyən edilir. İlkin strukturun bütövlüyünü xarakterizə edən DNT ilə (tamamlayıcı birləşmə).
Kimyəvi yarımxaricolma dövrü adətən funksional yarımparçalanma müddətindən daha uzun olur, çünki molekulun cüzi ilkin deqradasiyası (məsələn, ribonukleotid zəncirində bir dəfə qırılma) hələ DNT ilə hibridləşmənin qarşısını almır, lakin artıq zülalın qarşısını alır. sintez.
Yarım ömrü statistik anlayışdır, ona görə də müəyyən bir RNT molekulunun mövcudluğu bu dəyərdən əhəmiyyətli dərəcədə yüksək və ya aşağı ola bilər. Nəticədə, bəzi mRNT-lərin bir neçə dəfə tərcümə olunmağa vaxtı olur, digərləri isə bir zülal molekulunun sintezi tamamlanmamışdan əvvəl parçalanır.
Deqradasiya baxımından eukaryotik mRNT-lər prokaryotiklərdən qat-qat sabitdir (yarımparçalanma dövrü təxminən 6 saatdır). Bu səbəbdən onları hüceyrədən bütöv şəkildə təcrid etmək daha asandır.
mRNA strukturu
Messenger RNT-nin nukleotid ardıcıllığına zülalın ilkin strukturunun kodlandığı tərcümə edilmiş bölgələr və tərkibi prokaryotlarda və eukariotlarda fərqlənən qeyri-informativ bölgələr daxildir.
Kodlaşdırma bölgəsi başlanğıc kodonu (AUG) ilə başlayır və son kodonlarından biri (UAG, UGA, UAA) ilə bitir. Hüceyrənin növündən (nüvə və ya prokaryotik) asılı olaraq, messenger RNT bir və ya bir neçə tərcümə bölgəsini ehtiva edə bilər. Birinci halda monosistronik, ikincisi isə polikistronik adlanır. Sonuncu yalnız bakteriya və arxeya üçün xarakterikdir.
Prokariotlarda mRNT-nin strukturunun və fəaliyyətinin xüsusiyyətləri
Prokariotlarda transkripsiya proseslərivə tərcümələr eyni vaxtda baş verir, buna görə də xəbərçi RNT yalnız ilkin quruluşa malikdir. Eukariotlarda olduğu kimi, o, informasiya və kodlaşdırmayan bölgələri ehtiva edən ribonukleotidlərin xətti ardıcıllığı ilə təmsil olunur.
Bakteriyaların və arxeyaların əksər mRNT-ləri polikistronikdir (bir neçə kodlaşdırma bölgəsini ehtiva edir), bu, operon quruluşuna malik olan prokaryotik genomun təşkilinin özəlliyi ilə əlaqədardır. Bu o deməkdir ki, bir neçə zülal haqqında məlumat bir DNT transkriptonunda kodlanır və sonradan RNT-yə ötürülür. Messenger RNT-nin kiçik bir hissəsi monosistronikdir.
Bakteriya mRNT-nin tərcümə olunmamış bölgələri aşağıdakılarla təmsil olunur:
- lider ardıcıllığı (5`-sonunda yerləşir);
- qoşqu (və ya son) ardıcıllığı (3`-sonunda yerləşir);
- tərcümə edilməmiş intersistronik bölgələr (aralar) - polikistronik RNT-nin kodlaşdırma bölgələri arasında yerləşir.
İntersistronik ardıcıllığın uzunluğu 1-2 ilə 30 nukleotid ola bilər.
Eukaryotik mRNT
Eukaryotik mRNT həmişə monosistronikdir və daha mürəkkəb kodlaşdırılmayan bölgələr toplusunu ehtiva edir:
- qapaq;
- 5`-tərcümə edilməmiş sahə (5`NTR);
- 3`-tərcümə edilməmiş sahə (3`NTR);
- poliadenil quyruğu.
Eukariotlarda messenger RNT-nin ümumiləşdirilmiş strukturu belə göstərilə bilər.aşağıdakı elementlər ardıcıllığı ilə sxemlər: qapaq, 5`-UTR, AUG, tərcümə edilmiş bölgə, stop kodonu, 3`UTR, poli-A-quyruq.
Eukariotlarda transkripsiya və tərcümə prosesləri həm zaman, həm də məkan baxımından ayrılır. Messenger RNT yetişmə zamanı qapaq və poliadenil quyruğu əldə edir ki, bu da emal adlanır və sonra nüvədən ribosomların cəmləşdiyi sitoplazmaya daşınır. Emal həm də eukaryotik genomdan RNT-yə ötürülən intronları kəsir.
Ribonuklein turşularının sintez olunduğu yer
Bütün növ RNT DNT əsasında xüsusi fermentlər (RNT polimerazlar) tərəfindən sintez olunur. Müvafiq olaraq, prokaryotik və eukaryotik hüceyrələrdə bu prosesin lokalizasiyası fərqlidir.
Eukariotlarda transkripsiya DNT-nin xromatin şəklində cəmləşdiyi nüvənin daxilində həyata keçirilir. Eyni zamanda, əvvəlcə pre-mRNT sintez olunur, o, bir sıra modifikasiyalara məruz qalır və yalnız bundan sonra sitoplazmaya daşınır.
Prokariotlarda ribonuklein turşularının sintez olunduğu yer sitoplazmanın nukleoidlə həmsərhəd olan bölgəsidir. RNT sintez edən fermentlər bakterial xromatinin despiral halqaları ilə qarşılıqlı əlaqədə olur.
Transkripsiya mexanizmi
Messenger RNT-nin sintezi nuklein turşularının komplementarlığı prinsipinə əsaslanır və ribonukleozid trifosfatlar arasında fosfodiester bağının bağlanmasını kataliz edən RNT polimerazaları tərəfindən həyata keçirilir.
Prokaryotlarda mRNT digər növlərlə eyni ferment tərəfindən sintez olunur.ribonukleotidlər və eukariotlarda RNT polimeraza II tərəfindən.
Transkripsiya 3 mərhələdən ibarətdir: başlanğıc, uzanma və sonlanma. Birinci mərhələdə polimeraza kodlaşdırma ardıcıllığından əvvəl olan xüsusi bir sahə olan promotora yapışır. Uzatma mərhələsində ferment şablon DNT zənciri ilə tamamlayıcı şəkildə qarşılıqlı əlaqədə olan zəncirə nukleotidlər əlavə edərək RNT zəncirini qurur.
