что такое в биологии трнк
Что такое в биологии трнк
тРНК — РНК, функцией которой является транспортировка аминокислот к месту синтеза белка. тРНК также принимают непосредственное участие в наращивании полипептидной цепи, присоединяясь — будучи в комплексе с аминокислотой — к кодону мРНК и обеспечивая необходимую для образования новой пептидной связи конформацию комплекса.
Для каждой аминокислоты существует своя тРНК.
тРНК является одноцепочечной РНК, однако в функциональной форме имеет конформацию «листа клевера» или «кловерлиф» (англ. cloverleaf). Аминокислота ковалентно присоединяется к 3′-концу молекулы с помощью специфичного для каждого типа тРНК фермента аминоацил-тРНК-синтетазы. На участке C находится антикодон, соответствующий аминокислоте.
См. также
Ссылки
Полезное
Смотреть что такое «ТРНК» в других словарях:
тРНК — транспортная (растворимая) РНК Низкомолекулярная молекула РНК, выполняющая адапторные функции по специфическому переносу аминокислот к растущим полипептидным цепям в процессе трансляции; тРНК обладают характерной вторичной структурой в виде… … Справочник технического переводчика
тРНК — тРНК. См. растворимая РНК. (Источник: «Англо русский толковый словарь генетических терминов». Арефьев В.А., Лисовенко Л.А., Москва: Изд во ВНИРО, 1995 г.) … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.
тРНК — транспортная рибонуклеиновая кислота транспорт … Словарь сокращений и аббревиатур
тРНК — Структура транспортной РНК Транспортная РНК, тРНК рибонуклеиновая кислота, функцией которой является транспортировка аминокислот к месту синтеза … Википедия
тРНК — см. Рибонуклеиновая кислота транспортная … Большой медицинский словарь
тРНК — см. Рибонуклеиновая кислота транспортная … Медицинская энциклопедия
тРНК-нуклеотидилтрансфераза — Фермент, осуществляющий присоединение триплета ЦЦА к 3 концам тРНК II типа (т.е. тРНК, предшественники которых лишены этого триплета часть тРНК прокариот и, видимо, все тРНК эукариот). [Арефьев В.А., Лисовенко Л.А. Англо русский толковый словарь… … Справочник технического переводчика
тРНК-подобный участок — * тРНК падобны ўчастак * tRNA like segment концевой участок нуклеиновой кислоты некоторых РНК содержащих вирусов, способный аминоацилироваться и взаимодействовать с некоторыми специфическими ферментами. В отличие от типичной тРНК, в составе тРНК… … Генетика. Энциклопедический словарь
тРНК-подобный участок — Концевой участок нуклеиновой кислоты некоторых РНК содержащих вирусов, способный аминоацилироваться аминокислотой и взаимодействовать с некоторыми специфическими ферментами; в отличие от тРНК в составе тРНК п.у. не найдено редких оснований,… … Справочник технического переводчика
тРНК-нуклеотидилтрансфераза — tRNA nucleotidyl transferase тРНК нуклеотидилтрансфераза. Фермент, осуществляющий присоединение триплета ЦЦА к 3 концам тРНК II типа (т.е. тРНК, предшественники которых лишены этого триплета часть тРНК прокариот и, видимо, все тРНК эукариот).… … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.
Передача РНК (тРНК) – определение, типы и функции
Определение тРНК
Трансферные РНК или тРНК представляют собой молекулы, которые действуют как временные носители аминокислоты в результате чего соответствующие аминокислоты рибосома на основе мессенджера РНК (мРНК ) нуклеотид последовательность. Таким образом, они действуют как посредники между нуклеотидной и аминокислотной последовательностями.
тРНК представляют собой рибонуклеиновые кислоты и поэтому способны образовывать водородные связи с мРНК. Кроме того, они также могут образовывать сложноэфирные связи с аминокислотами и, следовательно, могут физически объединять мРНК и аминокислоты в процессе перевод, Они спариваются с мРНК комплементарным и антипараллельным образом, и каждая тРНК может базовая пара с натяжкой из трех нуклеотидов на мРНК. Эти наборы из трех нуклеотидов на мРНК называются кодонами, а соответствующая последовательность на тРНК называется антикодоновую, Спаривание оснований между кодоном и антикодоном вносит специфичность в процесс трансляции. На одном конце тРНК соответствующая аминокислота присоединена к ее 3 ’ гидроксильная группа основанный на антикодоне и рибосоме катализирует образование пептидная связь между этой аминокислотой и удлиненной полипептидной цепью.
Структура и функции тРНК
Трансферные РНК кодируются рядом генов и обычно представляют собой короткие молекулы длиной от 70 до 90 нуклеотидов (5 нм). Двумя наиболее важными частями тРНК являются ее антикодон и концевая 3′-гидроксильная группа, которая может образовывать сложноэфирную связь с аминокислотой. Тем не менее, существуют и другие аспекты структуры тРНК, такие как D-плечо и T-плечо, которые способствуют его высокому уровню специфичности и эффективности. Только 1 из 10000 аминокислот неправильно присоединены к тРНК, что является замечательным числом, учитывая химическое сходство между многими аминокислотами.
Трансферные РНК имеют сахарно-фосфатный остов, как и все другие клеточные нуклеиновые кислоты, и ориентация рибозного сахара вызывает направленность в молекула, Один конец РНК имеет реактивный фосфатная группа присоединен к пятому атому углерода рибозы, тогда как другой конец имеет свободную гидроксильную группу на третьем атоме углерода. Это приводит к 5 ‘и 3’ концам РНК, так как все другие фосфатные и гидроксильные группы участвуют в фосфодиэфирных связях внутри нуклеиновая кислота.
D-рычаг состоит из двухцепочечной области ствола, образованной внутренним спариванием оснований, а также петлевой структурой неспаренных нуклеотидов. D-дуга является сильно изменчивой областью и играет важную роль в стабилизации РНК. третичная структура а также влияет на кинетику и точность трансляции на рибосоме.
Другой структурой, которая влияет на роль тРНК в трансляции, является Т-образный рычаг. Как и у D-плеча, он содержит участок нуклеотидов, пары оснований которых соединены друг с другом, и петлю, которая является одноцепочечной. Парный регион называется «стебель» и в основном содержит 5 пар оснований. Цикл содержит модифицированные основания и также называется плечом TΨC, чтобы указать присутствие остатков тимидина, псевдоуридина и цитидина (модифицированных оснований). Молекулы тРНК необычны тем, что содержат большое количество модифицированных оснований, а также содержат тимидин, обычно наблюдаемый только в ДНК. Т-образный рычаг участвует во взаимодействии тРНК с рибосомой.
Наконец, вариабельное плечо, содержащее менее 20 нуклеотидов, расположено между антикодонной петлей и Т-образным плечом. Он играет роль в распознавании тРНК ААТС, но может отсутствовать в некоторых вид.
Считается, что вторичная структура тРНК, содержащая акцепторную область, D- и T-плечи и петлю антикодона, напоминает клеверный лист. После того как РНК складывается в свою третичную структуру, она становится L-образной, с акцепторным стержнем и Т-образным плечом, образующим расширенную спираль, а антикодонная петля и D-плечо аналогично образуют еще одну расширенную спираль. Эти две спирали располагаются перпендикулярно друг другу таким образом, что D-рычаг и Т-образный рычаг находятся в непосредственной близости, в то время как петля антикодона и плечо акцептора расположены на противоположных концах молекулы.
На этом изображении 3’’-область CCA выделена желтым цветом, плечо акцептора – фиолетовым, переменная петля – оранжевым, D-плечо красным, T-плечо зеленым и антикодонная петля синим.
Типы тРНК
ТРНК может быть классифицирована на основе аминокислоты, которую она несет, давая в результате 20 различных тРНК. Альтернативно, они также могут быть сгруппированы на основе их антикодона. Существует 64 возможных кодона, возникающих из комбинации четырех нуклеотидов. Из них 3 являются стоп кодоны это сигнал об окончании перевода. Это приводит к ситуации, когда одна аминокислота представлена множественными кодонами и AATS, а также тРНК должны учитывать эту избыточность. Однако очень немногие виды имеют ровно 61 тРНК, что ставит вопрос о том, как каждый кодон распознается конкретной тРНК. У многих видов это число значительно превышает 61, и разные тРНК, несущие один и тот же антикодон, могут демонстрировать различную эффективность в трансляции, добавляя слой регуляции в процесс синтеза белка.
тРНК взаимодействуют с кодонами мРНК через их антикодонную петлю. Спаривание оснований между кодоном и антикодоном обеспечивает специфичность при трансляции. Однако первое основание антикодона, которое соединяется с «колебанием» или третьей позицией в кодоне, часто модифицируется, чтобы позволить тРНК образовывать водородную связь с тремя, а не с одним основанием. Таким образом, одна тРНК имеет возможность распознавания и спаривания оснований с тремя кодонами, которые кодируют одну и ту же аминокислоту. Есть 20 ААТС, по одному на каждую аминокислоту. Эта группа ферментов может распознавать все антикодоны, представляющие определенную аминокислоту, и, следовательно, выступать в качестве второго рычага механизма, который обрабатывает генетический код избыточность.
Наконец, эти молекулы также можно разделить на три категории: те, которые несут канонические аминокислоты, присоединенные к правильной тРНК, те, которые неправильно присоединены, и те, которые несут модифицированные аминокислоты, такие как селеноцистеин, для неканонического удлинения.
Посттранскрипционная модификация тРНК
В геноме человека насчитывается около 500 генов, кодирующих тРНК, и 300 ген фрагменты, связанные с этими РНК. Эти гены транскрибируются РНК-полимераза III и транскрипт подвергается обширной модификации, особенно у эукариот. Интроны сращены, интрон –экзон На границу действуют эндонуклеазы, 5′- и 3′-концы РНК обрабатываются, и ферменты добавляют концевые остатки CCA к 3′-концу тРНК. Остатки CCA могут стать аминоацилированными в самом ядре, и эта заряженная тРНК может затем экспортироваться из ядра.
Кроме того, многие основания на тРНК также модифицируются, особенно метилированием (добавление метильной группы) и дезамидированием (удаление амидной группы). В частности, первая база антикодона, которая спаривается с положением «колебания» на кодоне, модифицирована, чтобы допустить необычные типы спаривания оснований. Аденин может быть модифицирован с образованием инозина, который расширяет возможности соединения, включая урацил, цитозин и аденин. Псевдоуридин является еще одним распространенным модифицированным основанием, полученным из остатков уридина посредством ферментативно-опосредованной изомеризации. Говорят, что он играет роль в структурной целостности молекулы тРНК, участвует в придании жесткости близлежащему сахарофосфатному остову, а также влияет на укладку основания проксимальных областей. Лизидин является необычным основанием, образованным, когда аминокислота лизина присоединена к остатку цитидина. Лизидин специфически связывается с аденозином, свойство, которое используется тРНК изолейцина для обеспечения специфичности трансляции.
AATS присоединяют подходящую аминокислоту к молекулам тРНК на основе их антикодона. Эти ферменты содержат сайты связывания для аминокислоты, тРНК, а также АТФ и Hydrolyze ATP к AMP и присоедините аминокислоту к рибозному сахару последнего нуклеотида на тРНК. Теперь тРНК считается «заряженной» и может участвовать в реакциях синтеза белка на рибосоме. Эта реакция часто происходит в цитоплазма Хотя это также наблюдалось в ядре.
Зрелая тРНК затем связывает специфические экспортные факторы, которые экспортируют ее из ядра, используя систему RanGTP. Рука акцептора и T-рука играют важную роль в этом процессе, и существует обширное взаимодействие между факторами экспорта и молекулой РНК, что позволяет только полностью обработанным, полным тРНК перемещаться в цитоплазму.
Взаимодействие тРНК с рибосомой
Рибосома содержит три важных области – P (пептидильный) сайт, содержащий растущий полипептид, A (акцепторный) сайт, который получает новую заряженную тРНК, и E (выходной) сайт, через который деацилированная тРНК покидает рибосому. Эти сайты охватывают обе субъединицы рибосомы и обозначаются как сайты P / P или A / A, причем первая буква относится к сайту на меньшей субъединице. Например, сайт P / P связывается с тРНК, закрепляющей полипептидную цепь, в то время как сайт A / A привязывает входящую заряженную тРНК. Пептидил-тРНК в P / P-сайте переносит растущий полипептид в тРНК в A / A-сайте и подвергается деацилированию. Чтобы продолжить процесс трансляции, рибосома продвигается вперед на один кодон, заставляя тРНК в P / P-сайте сместиться в переходную P / E-конфигурацию и затем в E / E-сайт, прежде чем покинуть рибосому. Точно так же тРНК на A / A-сайте принимает временную конформацию A / P-связывания перед оседанием на P / P-сайте, готовую к следующей аминокислоте для продолжения трансляции.
викторина
1. Какая из этих структур обнаружена на тРНК?A. Антикондон петляB. кодоныC. AATSD. Все вышеперечисленное
Ответ на вопрос № 1
верно. Только антикодонная петля обнаружена в тРНК. Кодоны обнаруживаются на мРНК, а AATS являются ферментами, а не частями молекулы РНК.
2. Какие из этих модифицированных остатков обнаружены в тРНК?A. псевдоуридинаB. тимидинаC. цитидинD. Все вышеперечисленное
Ответ на вопрос № 2
D верно. Трансферные РНК содержат ряд модифицированных оснований, и эти модификации необходимы для его правильного функционирования. Пока что они являются единственным классом молекул РНК, которые, как известно, содержат тимидин, обычно наблюдаемый только в ДНК. Псевдоуридин и цитидин обычно видны в T-плече тРНК.
3. Какое из этих модифицированных оснований происходит от аденина?A. аденозинB. ИнозинC. цитидинD. Все вышеперечисленное
Ответ на вопрос № 3
В верно. Инозин получен из аденина. Хотя технически можно сказать, что аденозин происходит из аденина, он не считается «модифицированным» основанием. Цитидиновый нуклеотид образуется, когда цитозин присоединяется к фосфорилированному рибозному сахару.
Что такое в биологии трнк
ГяРНК свойственна исключительно эукариотам, её нет у прокариот («доядерные» организмы, например бактерии и вирусы). Некоторые вирусы для хранения и передачи генетической информации следующим поколениям используют РНК вместо ДНК.
ГяРНК и её производное — информационная (или матричная) РНК переносят генетическую информацию от ядерной ДНК к цитоплазме.
Количество видов гяРНК равно количеству генов, так как она служит прямой копией кодирующих последовательностей генома. В процессе транскрипции РНК с ДНК ключевую роль играет фермент РНК-полимераза II. Информационная РНК образуется в результате процессинга гяРНК, при котором происходят вырезание некодирующих участков (интронов) и склеивание кодирующих экзонов. Таким образом, в состав иРНК входят кодирующая информация соответствующих видов гяРНК, а также фланкирующий лидерный и трейлерный участки, по этой причине она значительно короче.
Транспортная РНК
Каждая молекула тРНК состоит примерно из 75 связанных между собой нуклеотидов, образующих длинную цепь. В результате взаимодействия входящих в её состав оснований тРНК имеет конформационную структуру «клеверный лист», который затем скручивается в L-форму. Очень часто в состав тРНК помимо Ц, Г, А и У входит ряд редких оснований, некоторые из которых модифицированы путём метилирования. Важная особенность тРНК: «заряженная» молекула несёт на своём 3′-конце аминокислоту, а посередине конформационной структуры «клеверный лист» находятся три специфических основания, именуемые антикодоном. Последовательность оснований в антикодоне напрямую зависит от вида аминокислоты, прикреплённой к 3′-концу.
Так, например, тРНК, антикодон которой имеет последовательность 5′-ЦЦА-3′, может нести только аминокислоту триптофан. Следует отметить, что данная зависимость лежит в основе передачи генетической информации, носителем которой выступает тРНК.
Транскрипция молекул тРНК происходит с кодирующих её последовательностей в ДНК при участии фермента РНК-полимеразы III. Различают более 40 семейств тРНК, которые, в свою очередь, подразделяют на несколько видов.
Рибосомальная РНК
Существует несколько субъединиц рРНК, которые различаются по коэффициенту седиментации (осаждения), измеряемому в единицах Сведберга (S). Данный коэффициент зависит от скорости осаждения субъединиц при центрифугировании в насыщенной водной среде.
Каждая рибосома состоит из большой и малой субъединиц. Они содержат большое количество белков, синтезированных посредством трансляции иРНК, а также РНК, которая не подвергается трансляции. Термин «рибосомальная РНК» относят именно к нетранслируемому материалу. В малой субъединице находится 18S рРНК, а в большой — 4S, 5,8S и 28S рРНК.
Траскрипция рРНК с ДНК происходит при помощи двух дополнительных РНК-полимераз. РНК-полимераза I транскрибирует 5S, 5,8S и 28S в виде одного длинного 45S-тpaнскрипта, который затем разделяется на необходимые части. Таким образом обеспечивается равное количество молекул. В организме человека в каждом гаплоидном геноме присутствует примерно 250 копий последовательности ДНК, кодирующей 45S-транскрипт. Они расположены в пяти кластерных тандемных повторах в коротких плечах хромосом 13, 14, 15, 21 и 22.
Данные участки известны как ядрышковые организаторы, так как их транскрипция и последующий процессинг 45S-транскрипта происходят внутри ядрышка.
Не менее чем в трёх кластерах хромосомы 1 существует 2000 копий 5S-pPHK гена. Их транскрипция протекает в присутствии РНК-полимеразы III снаружи ядрышка. Затем они доставляются к местам сборки рибосом при помощи рибосомальных белков.
В рРНК насчитывают около 95 псевдоуридиновых участков, образованных посредством изомеризации уридина малой ядрышковой РНК.
Малая ядрышковая РНК. Малая (низкомолекулярная) ядрышковая РНК в основном участвует в направлении или проведении модификаций оснований в рРНК и малой ядерной РНК, таких, как, например, метилирование и псевдоуридинизация. Большинство малых ядрышковых РНК находятся в интронах других генов.
Сигналраспознающая РНК. Сигналраспознающая РНК распознаёт сигнальную последовательность белков, предназначенных для экспрессии, и участвует в их переносе через цитоплазматическую мембрану.
Микро-РНК. Существует примерно 200 микро-РНК человека длиной в 22 основания, производных расщепления рибонуклеазой Н их предшественников (двухцепочечных «зашпиленных» РНК) в соответствии с инвертированными повторами. Они контролируют трансляцию структурных генов путём комплементарного связывания с З’-концами нетранслируемых участков иРНК.
Митохондриальная РНК
Митохондриальная ДНК представляет собой непрерывную петлю и кодирует 13 полипептидов, 22 тРНК и 2 рРНК (16S и 23S). Большинство генов находятся на одной (тяжёлой) цепи, однако некоторое их количество расположено и на комплементарной ей лёгкой. При этом обе цепи транскрибируются в виде непрерывных транскриптов при помощи митохондриоспецифической РНК-полимеразы. Данный фермент кодируется ядерным геном. Длинные молекулы РНК затем расщепляются на 37 отдельных видов, а мРНК, рРНК и тРНК совместно транслируют 13 мРНК. Большое количество дополнительных белков, которые поступают в митохондрию из цитоплазмы, транслируются с ядерных генов.
У пациентов с системной красной волчанкой обнаруживают антитела к снурп-белкам собственного организма. Кроме того, считают, что определённый набор генов малой ядерной РНК хромосомы 15q играет важную роль в патогенезе синдрома Прадера—Вилли (наследственное сочетание олигофрении, низкого роста, ожирения, гипотонии мышц).
Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021
Транскрипция и трансляция
Удвоение ДНК происходит в синтетическом периоде интерфазы. При этом общее число хромосом не меняется, однако каждая из них содержит к началу деления две молекулы ДНК: это необходимо для равномерного распределения генетического материала между дочерними клетками.
Транскрпиция (лат. transcriptio — переписывание)
Образуется несколько начальных кодонов иРНК.
Нити ДНК последовательно расплетаются, освобождая место для передвигающейся РНК-полимеразы. Молекула иРНК быстро растет.
Трансляция (от лат. translatio — перенос, перемещение)
Рибосома делает шаг, и иРНК продвигается на один кодон: такое в фазу элонгации происходит десятки тысяч раз. Молекулы тРНК приносят новые аминокислоты, соответствующие кодонам иРНК. Аминокислоты соединяются друг с другом: между ними образуются пептидные связи, молекула белка растет.
Примеры решения задачи №1
Без практики теория мертва, так что скорее решим задачи! В первых двух задачах будем пользоваться таблицей генетического кода (по иРНК), приведенной вверху.
«Фрагмент цепи ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: ЦГА-ТГГ-ТЦЦ-ГАЦ. Определите последовательность нуклеотидов во второй цепочке ДНК, последовательность нуклеотидов на иРНК, антикодоны соответствующих тРНК и аминокислотную последовательность соответствующего фрагмента молекулы белка, используя таблицу генетического кода»
По принципу комплементарности мы нашли вторую цепочку ДНК: ГЦТ-АЦЦ-АГГ-ЦТГ. Мы использовали следующие правила при нахождении второй нити ДНК: А-Т, Т-А, Г-Ц, Ц-Г.
Вернемся к первой цепочке, и именно от нее пойдем к иРНК: ГЦУ-АЦЦ-АГГ-ЦУГ. Мы использовали следующие правила при переводе ДНК в иРНК: А-У, Т-А, Г-Ц, Ц-Г.
Зная последовательность нуклеотидов иРНК, легко найдем тРНК: ЦГА, УГГ, УЦЦ, ГАЦ. Мы использовали следующие правила перевода иРНК в тРНК: А-У, У-А, Г-Ц, Ц-Г. Обратите внимание, что антикодоны тРНК мы разделяем запятыми, в отличие кодонов иРНК. Это связано с тем, что тРНК представляют собой отдельные молекулы (в виде клеверного листа), а не линейную структуру (как ДНК, иРНК).
Пример решения задачи №2
«Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент цепи ДНК, на которой синтезируется участок центральной петли тРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов: ТАГ-ЦАА-АЦГ-ГЦТ-АЦЦ. Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном фрагменте, и аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет соответствует антикодону тРНК»
Пример решения задачи №3
Длина фрагмента молекулы ДНК составляет 150 нуклеотидов. Найдите число триплетов ДНК, кодонов иРНК, антикодонов тРНК и аминокислот, соответствующих данному фрагменту. Известно, что аденин составляет 20% в данном фрагменте (двухцепочечной молекуле ДНК), найдите содержание в процентах остальных нуклеотидов.
Теперь мы украсили теорию практикой. Что может быть лучше при изучении новой темы? 🙂
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.