Molekulyar biologiya o'simliklar, hayvonlar va odamlarning tirik hujayralarini tashkil etuvchi organik moddalar molekulalarining tuzilishi va funktsiyalarini o'rganish bilan shug'ullanadi. Ular orasida nuklein (yadro) kislotalar deb ataladigan birikmalar guruhi alohida o'rin tutadi.
Ikki xil: deoksiribonuklein kislotasi (DNK) va ribonuklein kislotasi. Ikkinchisi bir nechta modifikatsiyaga ega: i-RNK, t-RNK va r-RNK, ular funktsiyalari va hujayradagi joylashuvi bilan farqlanadi. Ushbu maqola quyidagi savollarni o'rganishga bag'ishlangan: prokaryotik va eukaryotik hujayralarda rRNK qayerda sintezlanadi, uning tuzilishi va ahamiyati nimada.
Tarixiy ma'lumot
Ribosoma kislotasi haqida birinchi ilmiy eslatmani XX asrning 60-yillarida R. Vaynberg va S. Penmanning tadqiqotlarida topish mumkin, ular ribonuklein kislotalar bilan bogʻliq boʻlgan, lekin fazoviy tuzilishi va tuzilishi jihatidan farq qiluvchi qisqa polinukleotid molekulalarini tavsiflaganlar. axborot va transport RNK dan sedimentatsiya koeffitsienti. Ko'pincha, ularning molekulalariyadrochada, shuningdek hujayra organellalarida - hujayra oqsilining sintezi uchun mas'ul bo'lgan ribosomalarda topilgan. Ular ribosoma (ribosoma ribonuklein kislotalari) deb atalgan.
RNK xarakteristikasi
Ribonuklein kislotasi DNK kabi polimer boʻlib, monomerlari 4 turdagi nukleotidlar: adenin, guanin, urasil va sitidin boʻlib, fosfodiester bogʻlari bilan bogʻlangan, uzun bir zanjirli molekulalarga aylanadi. spiral yoki yanada murakkab konformasyonlara ega. RNK o'z ichiga olgan viruslarda ikki zanjirli ribosomali ribonuklein kislotalar mavjud bo'lib, ular DNK funktsiyalarini takrorlaydi: irsiy xususiyatlarni saqlash va uzatish.
Hujayrada eng koʻp uch turdagi kislotalar uchraydi, bular: matritsa yoki informatsion RNK, aminokislotalar bogʻlangan transport ribosoma ribonuklein kislotasi, shuningdek, yadro va hujayrada joylashgan ribosoma kislotasi. sitoplazma.
Ribosomal RNK hujayradagi ribonuklein kislotalarning umumiy miqdorining taxminan 80% va ribosoma massasining 60% ni tashkil qiladi, hujayra oqsilini sintez qiluvchi organoid. Yuqoridagi barcha turlar RNK genlari deb ataladigan DNKning ma'lum bo'limlarida sintezlanadi (transkripsiya qilinadi). Sintez jarayonida maxsus ferment RNK polimeraza molekulalari ishtirok etadi. Hujayradagi rRNK sintezlanadigan joy karioplazmada joylashgan yadrodir.yadrolar.
Yadrochalar, uning sintezdagi roli
Hujayra hayotida hujayra sikli deb ataladigan boʻlsak, uning boʻlinishlari oʻrtasida davr – interfaza boʻladi. Bu vaqtda hujayra yadrosida o'simlik va hayvon hujayralarining ajralmas tarkibiy qismi bo'lgan yadrochalar deb ataladigan donador strukturaning zich tanachalari aniq ko'rinadi.
Molekulyar biologiyada yadrochalar rRNK sintezlanadigan organellalar ekanligi aniqlangan. Sitologlarning keyingi tadqiqotlari ribosoma kislotalarining tuzilishi va sintezi uchun mas'ul bo'lgan genlar topilgan hujayra DNKining bo'limlarini ochishga olib keldi. Ular yadroviy tashkilotchi deb atalgan.
Yadro tashkilotchisi
XX asrning 60-yillarigacha biologiyada xromosomalarning 13, 14, 15, 21 va 22-juftlarida ikkilamchi siqilish joyida joylashgan yadro tashkilotchisi shaklga ega degan fikr mavjud edi. bitta saytdan. Aberratsiyalar deb ataladigan xromosoma shikastlanishini o'rganish bilan shug'ullangan olimlar, xromosomalarning ikkilamchi siqilish joyida sinishi paytida uning har bir qismida yadrochalar paydo bo'lishini aniqladilar.
Shunday qilib, biz quyidagilarni aytishimiz mumkin: yadro organizatori bir emas, balki yadrochaning hosil bo'lishi uchun mas'ul bo'lgan bir nechta lokuslardan (genlardan) iborat. Aynan unda ribosoma ribonuklein kislotalari rRNK sintezlanadi, ular oqsil sintez qiluvchi hujayra organellalari - ribosomalarning subbirliklarini hosil qiladi.
Ribosomalar nima?
Avval aytib o'tilganidek, barcha uchta asosiy turRNK hujayrada mavjud bo'lib, ular ma'lum joylarda - DNK genlarida sintezlanadi. Transkripsiya natijasida hosil bo'lgan ribosoma RNK oqsillar - ribonukleoproteinlar bilan komplekslarni hosil qiladi, ulardan kelajakdagi organellaning tarkibiy qismlari, deb ataladigan subbirliklar hosil bo'ladi. Yadro membranasidagi teshiklar orqali ular sitoplazmaga o'tib, unda polisomalar deb ataladigan i-RNK va t-RNK molekulalarini ham o'z ichiga olgan qo'shma tuzilmalarni hosil qiladi.
Ribosomalarning o'zi k altsiy ionlari ta'sirida ajratilishi mumkin va alohida subbirliklar sifatida mavjud. Teskari jarayon hujayra sitoplazmasi bo'linmalarida sodir bo'ladi, bu erda tarjima jarayonlari sodir bo'ladi - hujayra oqsillari molekulalarining yig'ilishi. Hujayra qanchalik faol bo'lsa, undagi metabolik jarayonlar qanchalik kuchli bo'lsa, unda ribosomalar shunchalik ko'p bo'ladi. Masalan, qizil suyak iligi hujayralari, umurtqali hayvonlar va odamlarning gepatotsitlari sitoplazmada bu organellalarning ko'pligi bilan ajralib turadi.
rRNK genlari qanday kodlangan?
Yuqoridagilardan kelib chiqqan holda, rRNK genlarining tuzilishi, turlari va faoliyati yadro organizatorlariga bog'liq. Ularda ribosomal RNKni kodlovchi genlarni o'z ichiga olgan lokuslar mavjud. O. Miller trit hujayralarida oogenez bo'yicha tadqiqotlar olib borib, bu genlarning ishlash mexanizmini o'rnatdi. Ulardan taxminan 13x103 nukleotidni o'z ichiga olgan va cho'kish koeffitsienti 45 S ga teng bo'lgan rRNK nusxalari (birlamchi transkriptantlar deb ataladi) sintez qilindi. Sedimentatsiya koeffitsientlari 5, 8 S, 28 S va 18 S bo'lgan rRNK molekulalari.
rRNK hosil boʻlish mexanizmi
Ribosomal RNK sintezini tadqiq qilgan va yadroviy DNK rRNK - transkriptant hosil bo'lishi uchun shablon (matritsa) bo'lib xizmat qilishini isbotlagan Millerning tajribalariga qaytaylik. U shuningdek, hosil bo'ladigan yetilmagan ribosoma kislotalari (r-RNKgacha) soni RNK polimeraza fermenti molekulalari soniga bog'liqligini aniqladi. Keyin ularning pishishi (qayta ishlash) sodir bo'ladi va rRNK molekulalari darhol peptidlar bilan bog'lana boshlaydi, natijada ribosomaning qurilish materiali bo'lgan ribonukleoprotein hosil bo'ladi.
Eukaryotik hujayralardagi ribosoma kislotalarining xususiyatlari
Bir xil tuzilish tamoyillari va umumiy funktsional mexanizmlarga ega bo'lgan prokaryotik va yadro organizmlarining ribosomalari hali ham sitomolekulyar farqlarga ega. Buni aniqlash uchun olimlar rentgen nurlanishini tahlil qilish deb nomlangan tadqiqot usulidan foydalanishdi. Aniqlanishicha, eukaryotik ribosomaning kattaligi va demak, unga kiritilgan rRNK kattaroq va cho'kish koeffitsienti 80 S. Magniy ionlarini yo'qotgan organella 60 S va 40 S ko'rsatkichlari bo'lgan ikkita kichik birlikka bo'linishi mumkin. Kichkina zarrachada bir molekula kislota, katta bitta - uchta, ya'ni yadro hujayralarida quyidagi xususiyatlarga ega kislotaning 4 polinukleotid spiralidan iborat ribosomalar mavjud: 28 S RNK - 5 ming nukleotid, 18 S - 2 ming 5. S - 120 nukleotid, 5, 8 S - 160. Eukariot hujayralarda rRNK sintezlanadigan joy yadro karioplazmasida joylashgan yadrochadir.
Prokariotlarning ribosomali RNKsi
r-RNKdan farqli o'laroq,Yadro hujayralariga kirib, bakteriyalarning ribosomali ribonuklein kislotalari DNKni o'z ichiga olgan sitoplazmaning siqilgan joyida transkripsiyalanadi va nukleoid deb ataladi. U rRNK genlarini o'z ichiga oladi. Transkripsiya, uning umumiy xarakteristikasi DNK genlarining rRNKsidan ma'lumotni genetik kodning komplementarligi qoidasini hisobga olgan holda ribosoma ribonuklein kislotasining nukleotidlar ketma-ketligiga qayta yozish jarayoni sifatida ifodalanishi mumkin: adenin nukleotidlari urasilga va guaninga mos keladi. sitozinga.
R-RNK bakteriyalari yadro hujayralarinikiga qaraganda kamroq molekulyar og'irlik va kichikroq hajmga ega. Ularning cho'kish koeffitsienti 70 S, ikkita bo'linmaning qiymatlari 50 S va 30 S. Kichikroq zarrachada bitta rRNK molekulasi, kattasi esa ikkitadan iborat.
Ribonuklein kislotaning tarjima jarayonida roli
r-RNK ning asosiy vazifasi hujayra oqsillari biosintezi - translatsiya jarayonini ta'minlashdan iborat. U faqat r-RNKni o'z ichiga olgan ribosomalar ishtirokida amalga oshiriladi. Guruhlarga birlashib, ular DNKning axborot molekulasi bilan bog'lanib, polisoma hosil qiladi. Aminokislotalarni tashuvchi ribosoma ribonuklein kislotasining molekulalari bir marta polisomada bir-biri bilan peptid bog'lari bilan bog'lanib, polimer - oqsil hosil qiladi. Bu hujayraning eng muhim organik birikmasi bo'lib, u ko'plab muhim funktsiyalarni bajaradi: qurilish, transport, energiya, fermentativ, himoya va signalizatsiya.
Ushbu maqolada ribosoma nuklein kislotalarining xususiyatlari, tuzilishi va tavsifi koʻrib chiqilgan.o'simlik, hayvon va inson hujayralarining organik biopolimerlari.
