|
разделение цепей при подготовке к репликации и транскрипции
.
Суперспирализация ДНК весьма выгодна в биологических системах
.
Двухспиральную структуру ДНК можно
«
расплавить
»
в растворе
,
повышая температуру или понижая концентрацию соли
.
При
«
плавлении
»
происходит не только расхождение цепей ДНК
,
но и нарушается система
стэкинг
-
взаимодействий азотистых оснований внутри данной цепи
.
Фосфодиэфирные связи при этом не разрываются
.
Денатурация
ДНК сопровождается усилением оптического поглощения
пуриновых и пиримидиновых оснований
.
Это явление называют
гиперхром-
ным эффектом денатурации
ДНК
.
При денатурации исчезает высокая вяз
-
кость
,
присущая растворам нативной ДНК
,
волоконноподобная структура
.
Разделение цепей данной молекулы ДНК происходит в пределах
определенного интервала температур
.
Средняя точка этого интервала
называется температурой плавления ДНК
,
значение которой зависит от
нуклеотидного состава ДНК и концентрации соли в растворе
.
ГЦ
-
тип ДНК
«
плавится
»
при более высокой температуре
,
чем АТ
-
тип ДНК
(80
–90 °
С
).
Генетическая информация
,
закодированная в последовательности
нуклеотидов
,
служит двум целям
.
Во
-
первых
,
она необходима для синтеза
белковых молекул
,
во
‑
вторых
,
обеспечивает передачу самой себя в ряду
клеточных поколений и поколения организмов
.
Обе функции основаны на
том
,
что молекула ДНК служит матрицей
,
в первом случае для
транскрипции
—
перекодирования информации
в структуру молекул РНК
,
во втором для
репликации
—
копирования информации в дочерних молекулах ДНК
.
ДНК и РНК имеют много общего
,
однако по ряду признаков они
отличают
-
ся друг от друга
.
У РНК пентозой является
β
-
рибоза
,
а не
β
-
дезоксирибоза
.
В РНК не содержится тимин
,
его место занимает урацил
.
РНК
—
одноцепочечная молекула
,
100
в отличие от двухцепочечной ДНК
,
однако при наличии в цепи РНК участ
-
ков с комплементарными последовательностями единичная цепь РНК спо
-
собна сворачиваться
с образованием структур
,
имеющих двухспиральные
характеристики
.
Так как молекула РНК представляет собой одиночную цепь
,
содержание в ней гуанина не обязательно равно содержанию цитозина
,
а со
-
держание аденина не обязательно равно содержанию урацила
.
Информация
,
содержащаяся в одноцепочечной РНК
,
реализуется в виде оп
ределенной последовательности пуриновых и пиримидиновых оснований цепи
.
Известно несколько видов РНК
.
Почти все они непосредственно вовлече
ны в процесс биосинтеза белка
.
Молекулы цитоплазматической РНК
,
выпол
няющие функции матриц белкового синтеза
,
называются матричными
(
мРНК
);
другой вид
—
рибосомная РНК
(
рРНК
)
выполняет роль структурных
компо
-
нентов рибосом
.
Адапторные молекулы транспортных
(
тРНК
)
участвуют в трансляции
(
переводе
)
информации мРНК в последовательность
аминокислот в белках
.
Таблица 14. Свойства наиболее важных РНК
тРНК
рРНК
мРНК
1
Число нуклеотид-
74
–95
120
–1 500
400
–6 000
ных остатков
2
Количество под-
Более 50
4
Более 1 000
типов в клетке
3
Содержание
10
–20 %
80 %
5 %
в клетке
4
Время жизни
Продолжительное
Продолжительное
Короткое
5
Функция
Трансляция: кодиро Трансляция: структурные Трансляция: переносит
вание, акцептирование, и функциональные части генетическую информа-
транспорт аминокислот
рибосом
цию из ядра в цитозоль
Значительная часть РНК
,
образующихся в эукариотических клетках
,
включая и клетки млекопитающих
,
подвергается деградации в ядре и не
играет какой
‑
либо структурной или информационной роли в цитоплазме
.
В
культивирующих клетках человека обнаружен класс малых ядерных РНК
(
мяРНК
),
которые непосредственно не участвуют в синтезе белка
,
но могут
оказывать влияние на процессинг РНК и общую архитектуру клетки
.
Размеры
этих относительно небольших молекул варьируют и могут содержать от
90
до
300
нуклеотидов
.
РНК являются основным генетическим материалом у некоторых вирусов
животных и растений
.
Некоторые РНК
-
содержащие вирусы никогда не прохо
дят стадию обратной транскрипции РНК в ДНК
.
Однако для большинства
известных
вирусов
,
таких как ретровирусы
,
характерна обратная транскрип
-
ция
их РНК
-
генома
,
направляемая РНК
-
зависимой ДНК
-
полимеразой с об
-
разованием двухспиральной ДНК
-
копии
.
Во многих случаях образующийся
101
двухспиральной ДНК транскрипт встраивается в геном и в дальнейшем обе-
спечивает экспрессию генов вируса, а также наработку новых копий
вирусных РНК-геномов.
В ядрах клеток млекопитающих, включая человека, содержатся ядерные
РНК (непроцессированные продукты транскрипции), такие ядерные РНК
очень гетерогенны и достигают значительных размеров. Молекулы
гетеро-
генных ядерных РНК (гяРНК)
могут иметь молекулярную массу более
10
7
,
в
то время как молекулярная масса мРНК обычно не превышает 2 • 10
6
.
Do'stlaringiz bilan baham: |
