Molekulyar biologiya bitkilərin, heyvanların və insanların canlı hüceyrələrini təşkil edən üzvi maddələrin molekullarının quruluşu və funksiyalarının öyrənilməsi ilə məşğul olur. Onların arasında xüsusi yer nuklein (nüvə) turşuları adlanan birləşmələr qrupuna verilir.
İki növ var: deoksiribonuklein turşusu (DNT) və ribonuklein turşusu. Sonuncunun bir neçə modifikasiyası var: i-RNT, t-RNT və r-RNT, funksiyaları və hüceyrədə yerləşməsi ilə fərqlənir. Bu məqalə aşağıdakı sualların öyrənilməsinə həsr edilmişdir: prokaryotik və eukaryotik hüceyrələrdə rRNT harada sintez olunur, onun strukturu və əhəmiyyəti nədir.
Tarixi məlumat
Ribosom turşusu haqqında ilk elmi qeyd XX əsrin 60-cı illərində R. Vaynberq və S. Penmanın tədqiqatlarında tapıla bilər, onlar ribonuklein turşuları ilə əlaqəli qısa polinukleotid molekullarını təsvir etmişlər, lakin məkan quruluşu və quruluşu ilə fərqlənirlər. məlumat və nəqliyyat RNT-dən çökmə əmsalı. Çox vaxt onların molekullarınüvədə, həmçinin hüceyrə orqanoidlərində - hüceyrə zülalının sintezindən məsul olan ribosomlarda tapılır. Onlara ribosomal (ribosomal ribonuklein turşuları) deyilirdi.
RNT xarakteristikası
Ribonuklein turşusu, DNT kimi, monomerləri 4 növ nukleotidlərdən ibarət polimerdir: adenin, guanin, urasil və sitidin, fosfodiester bağları ilə birləşmiş uzun təkzəngli molekullara, bir-birinə bükülmüşdür. spiral və ya daha mürəkkəb konformasiyalara malikdir. RNT tərkibli viruslarda olan və DNT-nin funksiyalarını təkrarlayan ikiqat zəncirli ribosomal ribonuklein turşuları da var: irsi əlamətlərin qorunması və ötürülməsi.
Hüceyrədə ən çox üç növ turşu olur, bunlar: matris və ya informasiya RNT, amin turşularının bağlandığı nəqliyyat ribosom ribonuklein turşusu, həmçinin nüvədə və hüceyrədə yerləşən ribosom turşusu. sitoplazma.
Ribosomal RNT hüceyrədəki ribonuklein turşularının ümumi miqdarının təxminən 80%-ni və hüceyrə zülalını sintez edən orqanoid olan ribosomun kütləsinin 60%-ni təşkil edir. Yuxarıda göstərilən növlərin hamısı RNT genləri adlanan DNT-nin müəyyən bölmələrində sintez olunur (transkripsiya olunur). Sintez prosesində xüsusi bir ferment olan RNT polimerazın molekulları iştirak edir. Hüceyrədə rRNT-nin sintez olunduğu yer karioplazmada yerləşən nüvədir.ləpələr.
Nükleol, onun sintezdəki rolu
Hüceyrə dövrü adlanan hüceyrənin həyatında onun bölünmələri arasında bir dövr - interfaza var. Bu zaman həm bitki, həm də heyvan hüceyrələrinin əvəzsiz komponenti olan hüceyrə nüvəsində nüvələr adlanan dənəvər strukturun sıx cisimləri aydın görünür.
Molekulyar biologiyada müəyyən edilmişdir ki, nüvələr rRNT-nin sintez olunduğu orqanoidlərdir. Sitoloqların sonrakı tədqiqatları ribosom turşularının quruluşuna və sintezinə cavabdeh olan genlərin tapıldığı hüceyrə DNT-nin bölmələrinin kəşfinə səbəb oldu. Onlar nüvə təşkilatçısı adlanırdılar.
Nüvə təşkilatçısı
XX əsrin 60-cı illərinə qədər biologiyada belə bir fikir var idi ki, xromosomların 13, 14, 15, 21 və 22-ci cütlərində ikincil daralma yerində yerləşən nüvə təşkilatçısı formaya malikdir. tək bir saytdan. Aberrasiya adlanan xromosom zədələnməsinin tədqiqi ilə məşğul olan alimlər müəyyən ediblər ki, ikincili daralma yerində xromosomların qırılması anında onun hər bir hissəsində nüvəciklərin əmələ gəlməsi baş verir.
Beləliklə, aşağıdakıları qeyd edə bilərik: nüvə təşkilatçısı bir deyil, nüvənin əmələ gəlməsinə cavabdeh olan bir neçə lokusdan (genlərdən) ibarətdir. Məhz orada ribosomal ribonuklein turşuları rRNT sintez olunur, onlar zülal sintez edən hüceyrə orqanoidlərinin - ribosomların alt bölmələrini təşkil edirlər.
Ribosomlar nədir?
Əvvəldə qeyd edildiyi kimi, hər üç əsas növRNT hüceyrədə mövcuddur, burada müəyyən yerlərdə - DNT genlərində sintez olunur. Transkripsiya nəticəsində əmələ gələn ribosomal RNT zülallarla - ribonukleoproteinlərlə komplekslər əmələ gətirir, onlardan gələcək orqanellin tərkib hissələri, sözdə subunitlər əmələ gəlir. Nüvə membranındakı məsamələr vasitəsilə onlar sitoplazmaya keçir və orada polisomlar adlanan i-RNT və t-RNT molekullarını da əhatə edən birləşmiş strukturları əmələ gətirirlər.
Ribosomların özləri kalsium ionlarının təsiri altında ayrıla bilər və ayrıca subunitlər kimi mövcuddur. Əks proses hüceyrə sitoplazmasının bölmələrində baş verir, burada tərcümə prosesləri baş verir - hüceyrə zülal molekullarının yığılması. Hüceyrə nə qədər aktiv olarsa, onda metabolik proseslər bir o qədər intensiv olarsa, onun tərkibində bir o qədər çox ribosom olur. Məsələn, qırmızı sümük iliyinin hüceyrələri, onurğalıların və insanların hepatositləri sitoplazmada bu orqanoidlərin çoxluğu ilə xarakterizə olunur.
rRNT genləri necə kodlanır?
Yuxarıdakılara əsasən, rRNT genlərinin quruluşu, növləri və fəaliyyəti nüvə təşkilatçılarından asılıdır. Onların tərkibində ribosomal RNT-ni kodlayan genləri ehtiva edən lokuslar var. O. Miller triton hüceyrələrində oogenez üzərində tədqiqat apararaq bu genlərin fəaliyyət mexanizmini qurmuşdur. Onlardan təxminən 13x103 nukleotid ehtiva edən və çöküntü əmsalı 45 S olan rRNT-nin surətləri (sözdə ilkin transkriptantlar) sintez edildi.çökmə əmsalları 5, 8 S, 28 S və 18 S olan rRNT molekulları.
rRNT əmələ gəlmə mexanizmi
Gəlin ribosomal RNT-nin sintezini tədqiq edən və nüvə DNT-nin rRNT - transkriptantın formalaşması üçün şablon (matris) rolunu oynadığını sübut edən Millerin təcrübələrinə qayıdaq. O, həmçinin müəyyən etdi ki, formalaşan yetişməmiş ribosom turşularının (pre-r-RNT) sayı RNT polimeraza fermentinin molekullarının sayından asılıdır. Sonra onların yetişməsi (emal) baş verir və rRNT molekulları dərhal peptidlərə bağlanmağa başlayır, nəticədə ribosomun tikinti materialı olan ribonukleoprotein əmələ gəlir.
Eukaryotik hüceyrələrdə ribosom turşularının xüsusiyyətləri
Eyni struktur prinsiplərinə və ümumi funksional mexanizmlərə malik olan prokaryotik və nüvə orqanizmlərin ribosomları hələ də sitomolekulyar fərqlərə malikdir. Bunu öyrənmək üçün alimlər rentgen difraksiya analizi adlı tədqiqat metodundan istifadə ediblər. Müəyyən edilmişdir ki, eukaryotik ribosomun ölçüsü və deməli, ona daxil olan rRNT daha böyükdür və çökmə əmsalı 80 S-dir. Maqnezium ionlarını itirən orqanoid 60 S və 40 S göstəriciləri ilə iki alt bölməyə bölünə bilər. Kiçik hissəcikdə bir turşu molekulu, böyük birində isə üç, yəni nüvə hüceyrələrində aşağıdakı xüsusiyyətlərə malik turşunun 4 polinukleotid sarmalından ibarət ribosomlar var: 28 S RNT - 5 min nukleotid, 18 S - 2 min 5. S - 120 nukleotid, 5, 8 S - 160. Eukaryotik hüceyrələrdə rRNT-nin sintez olunduğu yer nüvənin karioplazmasında yerləşən nüvədir.
Prokariotların ribosomal RNT
r-RNT-dən fərqli olaraq,Nüvə hüceyrələrinə daxil olan bakteriyaların ribosomal ribonuklein turşuları DNT ehtiva edən sitoplazmanın sıxılmış bölgəsinə köçürülür və nukleoid adlanır. Tərkibində rRNT genləri var. Transkripsiya, ümumi xarakteristikası DNT genlərinin rRNT-sindən məlumatın genetik kodun tamamlayıcılığı qaydasını nəzərə alaraq ribosomal ribonuklein turşusunun nukleotid ardıcıllığına yenidən yazılması prosesi kimi təqdim edilə bilər: adenin nukleoitidi urasil və guaninə uyğundur. sitozinə.
R-RNT bakteriyaları nüvə hüceyrələrindən daha kiçik molekulyar çəkiyə və daha kiçik ölçüyə malikdir. Onların çökmə əmsalı 70 S, iki alt bölmə isə 50 S və 30 S dəyərlərinə malikdir. Daha kiçik hissəcikdə bir rRNT molekulu, böyük hissəcikdə isə iki var.
Tərcümə prosesində ribonuklein turşusunun rolu
r-RNT-nin əsas funksiyası hüceyrə zülalının biosintezi - tərcümə prosesini təmin etməkdir. Yalnız r-RNT olan ribosomların iştirakı ilə həyata keçirilir. Qruplara birləşərək, bir polisom meydana gətirərək məlumat DNT molekuluna bağlanırlar. Polisomda bir dəfə bir-birinə peptid bağları ilə bağlanan amin turşularını daşıyan ribosomal ribonuklein turşusunun daşıyıcı molekulları bir polimer - zülal əmələ gətirir. Bu, hüceyrənin ən mühüm üzvi birləşməsidir və bir çox mühüm funksiyaları yerinə yetirir: tikinti, nəqliyyat, enerji, fermentativ, qoruyucu və siqnal.
Bu məqalədə ribosomal nuklein turşularının xüsusiyyətləri, strukturu və təsviri araşdırılmışdır.bitki, heyvan və insan hüceyrələrinin üzvi biopolimerləri.
