Yaşadığımız zaman heyrətamiz dəyişikliklərlə, böyük irəliləyişlə, insanların getdikcə daha çox yeni suallara cavab alması ilə əlamətdar olur. Həyat sürətlə irəliləyir və son vaxtlara qədər qeyri-mümkün görünən şey gerçəkləşməyə başlayır. Bu gün elmi fantastika janrından süjet kimi görünənlərin tezliklə reallıq xüsusiyyətlərini də qazanması tamamilə mümkündür.
XX əsrin ikinci yarısında ən mühüm kəşflərdən biri nuklein turşuları RNT və DNT idi ki, onların sayəsində insan təbiətin sirlərini açmağa yaxınlaşdı.
Nuklein turşuları
Nuklein turşuları makromolekulyar xassələrə malik üzvi birləşmələrdir. Onlar hidrogen, karbon, azot və fosfordan ibarətdir.
Onları 1869-cu ildə irinləri tədqiq edən F. Mişer kəşf etmişdir. Lakin o zaman onun kəşfinə o qədər də əhəmiyyət verilmirdi. Yalnız sonra, bu turşular bütün heyvan və bitki hüceyrələrində aşkar edildikdə, onların böyük rolu başa düşüldü.
İki növ nuklein turşusu var: RNT və DNT (ribonuklein və deoksiribonuklein)turşular). Bu məqalə ribonuklein turşusu haqqındadır, lakin ümumi anlayış üçün DNT-nin nə olduğunu da nəzərdən keçirək.
Dezoksiribonuklein turşusu nədir?
DNT azotlu əsasların hidrogen bağları ilə tamamlayıcılıq qanununa uyğun olaraq bağlanmış iki zəncirdən ibarət nuklein turşusudur. Uzun zəncirlər bir spiralə bükülür, bir növbə demək olar ki, on nukleotid ehtiva edir. Qoşa spiralın diametri iki millimetr, nukleotidlər arasındakı məsafə təxminən yarım nanometrdir. Bir molekulun uzunluğu bəzən bir neçə santimetrə çatır. İnsan hüceyrəsinin nüvəsinin DNT-sinin uzunluğu təxminən iki metrdir.
DNT-nin strukturu bütün genetik məlumatları ehtiva edir. DNT-nin replikasiyası var, bu, bir molekuldan iki tamamilə eyni ana molekulun əmələ gəldiyi proses deməkdir.
Artıq qeyd edildiyi kimi, zəncir öz növbəsində azotlu əsaslardan (adenin, quanin, timin və sitozin) və fosfor turşusu qalığından ibarət olan nukleotidlərdən ibarətdir. Bütün nukleotidlər azotlu əsaslara görə fərqlənir. Hidrogen bağı bütün əsaslar arasında baş vermir, adenin, məsələn, yalnız timin və ya guanin ilə birləşə bilər. Beləliklə, orqanizmdə timidil nukleotidləri qədər adenil nukleotidləri var və guanil nukleotidlərin sayı sitidil nukleotidlərinə bərabərdir (Çarqaff qaydası). Belə çıxır ki, bir zəncirin ardıcıllığı digərinin ardıcıllığını qabaqcadan müəyyən edir və zəncirlər sanki bir-birini güzgüləşdirir. İki zəncirin nukleotidlərinin nizamlı şəkildə düzüldüyü və eyni zamanda seçici şəkildə bağlandığı belə bir nümunə deyilir.tamamlayıcılıq prinsipi. Hidrogen birləşmələri ilə yanaşı, ikiqat sarmal da hidrofobik şəkildə qarşılıqlı təsir göstərir.
İki zəncir əks istiqamətdədir, yəni əks istiqamətdə yerləşir. Beləliklə, birinin üç'-ucunun əksinə, digər zəncirin beş'-ucudur.
Zahirən DNT molekulu spiral pilləkənə bənzəyir, onun məhəccərləri şəkər-fosfat onurğası, pillələri isə tamamlayıcı azot əsaslarıdır.
Ribonuklein turşusu nədir?
RNT ribonukleotidlər adlanan monomerləri olan nuklein turşusudur.
Kimyəvi xassələrinə görə DNT-yə çox bənzəyir, çünki hər ikisi pentoza (beş karbonlu şəkər) qalığı üzərində qurulmuş və üzərində fosfat qrupu olan fosforlanmış N-qlikozid olan nukleotidlərin polimerləridir. beşinci karbon atomu və birinci karbon atomunda azot bazası.
O, tək polinükleotid zənciridir (viruslar istisna olmaqla), DNT-dən çox qısadır.
Bir RNT monomeri aşağıdakı maddələrin qalıqlarıdır:
- azot əsasları;
- beş karbon monosaxarid;
- fosfor turşuları.
RNT-lərdə pirimidin (urasil və sitozin) və purin (adenin, quanin) əsasları var. Riboza RNT nukleotidinin monosaxarididir.
RNT və DNT arasındakı fərqlər
Nuklein turşuları bir-birindən aşağıdakı xüsusiyyətlərə görə fərqlənir:
- onun hüceyrədəki miqdarı fizioloji vəziyyətdən, yaşdan və orqan mənsubiyyətindən asılıdır;
- DNT tərkibində karbohidrat vardezoksiriboza və RNT - riboza;
- DNT-də azotlu əsas timin, RNT-də isə urasildir;
- siniflər müxtəlif funksiyaları yerinə yetirir, lakin DNT matrisində sintez olunur;
- DNT ikiqat sarmaldır, RNT tək zəncirlidir;
- onun DNT Chargaff qaydaları üçün tipik deyil;
- RNT daha çox kiçik əsaslara malikdir;
- zəncirlər uzunluğu əhəmiyyətli dərəcədə dəyişir.
Təhsil tarixi
RNT hüceyrəsi ilk dəfə alman biokimyaçısı R. Altman tərəfindən maya hüceyrələrini tədqiq edərkən kəşf edilmişdir. XX əsrin ortalarında DNT-nin genetikada rolu sübuta yetirildi. Yalnız bundan sonra RNT növləri, funksiyaları və s. Hüceyrədəki kütlənin 80-90%-ə qədəri zülallarla birlikdə ribosomu əmələ gətirən və protein biosintezində iştirak edən rRNT-nin payına düşür.
Keçən əsrin altmışıncı illərində zülal sintezi üçün genetik məlumatı daşıyan müəyyən bir növün olması lazım olduğu ilk dəfə irəli sürülmüşdü. Bundan sonra genlərin tamamlayıcı nüsxələrini təmsil edən belə informasiya xarakterli ribonuklein turşularının olduğu elmi şəkildə müəyyən edilmişdir. Onlar həmçinin xəbərçi RNT adlanır.
Nəqliyyat turşuları deyilənlər onlarda qeyd edilmiş məlumatın şifrəsini açmaqda iştirak edir.
Daha sonra nukleotidlərin ardıcıllığını müəyyən etmək və turşu məkanında RNT strukturunu qurmaq üçün üsullar hazırlanmağa başlandı. Beləliklə, ribozim adlanan bəzilərinin poliribonukleotid zəncirlərini parçalaya bildiyi müəyyən edildi. Nəticədə belə güman edilməyə başlandı ki, planetdə həyatın yarandığı dövrdəRNT DNT və zülal olmadan işləyirdi. Üstəlik, bütün dəyişikliklər onun iştirakı ilə həyata keçirilib.
Ribonuklein turşusu molekulunun quruluşu
Demək olar ki, bütün RNT-lər tək polinükleotid zəncirləridir və onlar da öz növbəsində monoribonukleotidlərdən - purin və pirimidin əsaslarından ibarətdir.
Nükleotidlər əsasların ilk hərfləri ilə işarələnir:
- adenin (A), A;
- guanin (G), G;
- sitozin (C), C;
- urasil (U), U.
Onlar üç və beş fosfodiester bağları ilə bağlıdır.
RNT-nin strukturuna ən müxtəlif sayda nukleotidlər (bir neçə on-on minlərlə) daxildir. Onlar əsasən bir-birini tamamlayan əsaslarla əmələ gələn qısa ikiqat tellərdən ibarət ikinci dərəcəli struktur yarada bilərlər.
Ribnuklein turşusu molekulunun strukturu
Daha əvvəl də qeyd edildiyi kimi, molekul tək zəncirli quruluşa malikdir. RNT ikinci dərəcəli quruluşunu və formasını nukleotidlərin bir-biri ilə qarşılıqlı təsiri nəticəsində alır. Bu, monomeri şəkər, fosfor turşusu qalığı və azot bazasından ibarət bir nukleotid olan bir polimerdir. Xarici olaraq, molekul DNT zəncirlərindən birinə bənzəyir. RNT-nin bir hissəsi olan adenin və guanin nukleotidləri purindir. Sitozin və urasil pirimidin əsaslarıdır.
Sintez prosesi
Sintez ediləcək bir RNT molekulu üçün şablon bir DNT molekuludur. Düzdür, əks proses də ribonuklein turşusu matrisində dezoksiribonuklein turşusunun yeni molekulları əmələ gələndə baş verir. Bu cürmüəyyən virus növlərinin təkrarlanması zamanı baş verir.
Biosintez üçün əsas ribonuklein turşusunun digər molekulları kimi də xidmət edə bilər. Onun hüceyrə nüvəsində baş verən transkripsiyası bir çox fermenti əhatə edir, lakin onlardan ən əhəmiyyətlisi RNT polimerazıdır.
Baxışlar
RNT-nin növündən asılı olaraq onun funksiyaları da fərqlənir. Bir neçə növ var:
- informasiya i-RNT;
- ribosomal rRNT;
- nəqliyyat t-RNT;
- kiçik;
- ribozimlər;
- viral.
Məlumatlı Ribonuklein Turşusu
Belə molekullara matris də deyilir. Hüceyrənin ümumi sayının təxminən iki faizini təşkil edirlər. Eukaryotik hüceyrələrdə onlar DNT şablonları üzərində nüvələrdə sintez olunur, sonra sitoplazmaya keçərək ribosomlara bağlanır. Bundan əlavə, onlar zülal sintezi üçün şablon olurlar: onlara amin turşularını daşıyan transfer RNT-ləri qoşulur. Zülalın unikal strukturunda reallaşan informasiyanın çevrilməsi prosesi belə baş verir. Bəzi viral RNT-lərdə o, həm də xromosomdur.
Jacob və Mano bu növün kəşfçiləridir. Sərt bir quruluşa malik olmayan zənciri əyri döngələr əmələ gətirir. İşləmir, i-RNT qıvrımlara yığılır və topa bükülür və işlək vəziyyətdə açılır.
i-RNT sintez olunan zülaldakı amin turşularının ardıcıllığı haqqında məlumat daşıyır. Hər bir amin turşusu genetik kodlardan istifadə edərək müəyyən bir yerdə kodlanır:
- üçlük - dörd mononükleotiddən altmış dörd kodon (genetik kod) qurmaq mümkündür;
- keçidsiz - məlumat bir istiqamətdə hərəkət edir;
- davamlılıq - iş prinsipi bir mRNT-nin bir zülal olmasıdır;
- universallıq - bu və ya digər növ amin turşusu bütün canlı orqanizmlərdə eyni şəkildə kodlanır;
- degenerasiya - iyirmi amin turşusu və altmış bir kodon məlumdur, yəni onlar bir neçə genetik kodla kodlanır.
Ribosomal ribonuklein turşusu
Belə molekullar hüceyrə RNT-nin böyük əksəriyyətini, yəni ümuminin səksən-doxsan faizini təşkil edir. Onlar zülallarla birləşərək ribosomlar əmələ gətirirlər - bunlar zülal sintezini həyata keçirən orqanoidlərdir.
Ribosomlar altmış beş faiz rRNT və otuz beş faiz zülaldan ibarətdir. Bu polinükleotid zənciri zülalla birlikdə asanlıqla qatlanır.
Ribosom amin turşusu və peptid bölgələrindən ibarətdir. Onlar təmas səthlərində yerləşir.
Ribosomlar hüceyrədə sərbəst hərəkət edərək zülalları lazımi yerlərdə sintez edir. Onlar çox spesifik deyillər və təkcə mRNT-dən məlumatları oxuya bilməz, həm də onlarla matris təşkil edə bilirlər.
Ribonuklein turşusunu nəql edin
t-RNT ən çox öyrənilmişdir. Onlar hüceyrə ribonuklein turşusunun on faizini təşkil edir. Bu tip RNT xüsusi bir ferment sayəsində amin turşularına bağlanır və ribosomlara çatdırılır. Eyni zamanda, amin turşuları nəqliyyatla daşınırmolekullar. Bununla belə, müxtəlif kodonların bir amin turşusu üçün kodlaşdırması baş verir. Sonra bir neçə nəqliyyat RNT onları daşıyacaq.
O, qeyri-aktiv olduqda topa bükülür, lakin yonca yarpağı kimi işləyir.
Bunda aşağıdakı bölmələr fərqlənir:
- ACC nukleotid ardıcıllığına malik olan qəbuledici gövdə;
- ribosoma qoşulmaq üçün sayt;
- bu tRNT-yə qoşulmuş amin turşusunu kodlayan antikodon.
Ribonuklein turşusunun kiçik növləri
Bu yaxınlarda RNT növləri yeni bir siniflə, sözdə kiçik RNT ilə tamamlandı. Çox güman ki, bunlar embrion inkişafda genləri işə salan və ya söndürən, həmçinin hüceyrələrdəki prosesləri idarə edən universal tənzimləyicilərdir.
Ribozimlər də bu yaxınlarda müəyyən edilmişdir, onlar katalizator kimi çıxış edərək RNT turşusunun fermentasiyası zamanı fəal iştirak edirlər.
Viral tipli turşular
Virus ya ribonuklein turşusu, ya da dezoksiribonuklein turşusu ehtiva edə bilər. Buna görə də müvafiq molekullarla onlara RNT tərkibli deyilir. Belə bir virus hüceyrəyə daxil olduqda, əks transkripsiya baş verir - virusun mövcudluğunu və çoxalmasını təmin edən hüceyrələrə inteqrasiya olunan ribonuklein turşusu əsasında yeni DNT meydana gəlir. Başqa bir halda, daxil olan RNT-də tamamlayıcı RNT əmələ gəlir. Viruslar zülallardır, həyati fəaliyyət və çoxalma DNT olmadan, ancaq virusun RNT-sindəki məlumat əsasında davam edir.
Replikasiya
Ümumi anlayışı yaxşılaşdırmaq üçün bu lazımdırİki eyni nuklein turşusu molekulunu əmələ gətirən replikasiya prosesini nəzərdən keçirək. Hüceyrə bölünməsi belə başlayır.
Bura DNT polimerazaları, DNT-dən asılı, RNT polimerazaları və DNT ligazaları daxildir.
Replikasiya prosesi aşağıdakı addımlardan ibarətdir:
- despiralizasiya - bütün molekulu tutan ana DNT-nin ardıcıl olaraq açılması var;
- zəncirlərin bir-birindən ayrıldığı hidrogen bağlarının qırılması və replikasiya çəngəlinin görünməsi;
- dNTP-lərin ana zəncirlərin buraxılmış əsaslarına uyğunlaşdırılması;
- pirofosfatların dNTP molekullarından ayrılması və ayrılan enerji hesabına fosforodiester bağlarının əmələ gəlməsi;
- nəfəs alma.
Qız molekulu əmələ gəldikdən sonra nüvə, sitoplazma və qalan hissələr bölünür. Beləliklə, bütün genetik məlumatı tamamilə almış iki qız hüceyrə əmələ gəlir.
Bundan əlavə, hüceyrədə sintez olunan zülalların ilkin quruluşu kodlaşdırılır. DNT bu prosesdə birbaşa deyil, dolayısı ilə iştirak edir, yəni formalaşmada iştirak edən zülalların, RNT-nin sintezinin DNT-də olmasından ibarətdir. Bu proses transkripsiya adlanır.
Transkripsiya
Bütün molekulların sintezi transkripsiya zamanı, yəni müəyyən bir DNT operonundan genetik məlumatın yenidən yazılması zamanı baş verir. Proses bəzi cəhətdən replikasiyaya bənzəyir, digərlərində isə çox fərqlidir.
Oxşarlıqlar aşağıdakı hissələrdir:
- DNT despiralizasiyası ilə başlayır;
- hidrogen qırılması baş verirzəncirlərin əsasları arasında əlaqə;
- Onları tamamlayan NTFs;
- hidrogen bağları əmələ gəlir.
Replikasiyadan fərqlər:
- transkripsiya zamanı DNT-nin yalnız transkriptona uyğun olan hissəsi bükülmür, replikasiya zamanı isə bütün molekul bükülmür;
- transkripsiya edildikdə, tənzimlənə bilən NTF-lər timin əvəzinə riboza və urasil ehtiva edir;
- məlumat yalnız müəyyən bir sahədən silinir;
- molekulun əmələ gəlməsindən sonra hidrogen bağları və sintez edilmiş zəncir qırılır və zəncir DNT-dən sürüşür.
Normal fəaliyyət üçün RNT-nin əsas strukturu yalnız ekzonlardan kopyalanan DNT bölmələrindən ibarət olmalıdır.
Yetişmə prosesi yeni əmələ gələn RNT-də başlayır. Səssiz bölgələr kəsilir və informativ bölgələr bir polinükleotid zənciri yaratmaq üçün birləşdirilir. Bundan əlavə, hər növün öz çevrilmələri var.
i-RNT-də ilkin ucuna yapışma baş verir. Poliadenilat son yerə yapışdırılıb.
TRNA əsasları kiçik növlər yaratmaq üçün dəyişdirilir.
rRNT-də fərdi əsaslar da metilləşir.
Zülalları məhv olmaqdan qoruyun və sitoplazmaya daşınmasını yaxşılaşdırın. Yetkin RNT onlara bağlanır.
Dezoksiribonuklein və ribonuklein turşularının əhəmiyyəti
Nuklein turşuları orqanizmlərin həyatında böyük əhəmiyyətə malikdir. Onlarda saxlanılır, sitoplazmaya köçürülür və qız hüceyrələr tərəfindən miras alınırhər hüceyrədə sintez olunan zülallar haqqında məlumat. Onlar bütün canlı orqanizmlərdə mövcuddur, bu turşuların sabitliyi həm hüceyrələrin, həm də bütün orqanizmin normal fəaliyyəti üçün mühüm rol oynayır. Onların strukturunda hər hansı dəyişiklik hüceyrə dəyişikliklərinə səbəb olacaq.
