DNA και RNA - Το δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ και το ριβονουκλεϊκό οξύ είναι τα πιο σημαντικά μέρη του ανθρώπινου σώματος. DNA —
Στο σχολείο μαθαίνουμε ότι το DNA είναι δίκλωνοδομή και το RNA είναι μονόκλωνο. Αλλά αυτό δεν είναι απολύτως αληθές. Οι επιστήμονες βρέθηκαν αντιμέτωποι με μια κατάσταση όπου το RNA σχημάτιζε μια δίκλωνη (τη λεγόμενη δευτερογενή) δομή, η οποία παίζει σημαντικό ρόλο στη λειτουργία των μορίων του. Αυτές οι δομές εμπλέκονται στη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης, όπου οι δίκλωνες περιοχές έχουν συνήθως συγκεκριμένες λειτουργίες και, εάν χαθούν, μπορούν να προκαλέσουν σοβαρές διαταραχές. Η δίκλωνη δομή δημιουργείται από κολλώδεις πρόσθετες περιοχές.
Το RNA περιέχει τους ακόλουθους νουκλεοζίτες:
- Αδενίνη + ριβόζη = αδενοσίνη (Α)
- Γουανίνη + ριβόζη = γουανοσίνη (G)
- Κυτοσίνη + ριβόζη = κυτιδίνη (C)
- Ουρακίλη + ριβόζη = ουριδίνη (U)
Στην περίπτωση των νουκλεϊκών οξέων, τόσο ολίγο όσο καιπολυνουκλεοτίδια - οι αζωτούχες βάσεις των νουκλεοτιδίων είναι ικανές, λόγω του σχηματισμού δεσμών υδρογόνου, να σχηματίσουν ζεύγη σύμπλοκα αδενίνης-θυμίνης (ή ουρακίλης σε RNA) και γουανίνης-κυτοσίνης κατά τη διάρκεια της αλληλεπίδρασης αλυσίδων νουκλεϊκών οξέων. Αυτή η αλληλεπίδραση ονομάζεται συμπληρωματικότητα των νουκλεϊκών οξέων και παίζει βασικό ρόλο σε μια σειρά βασικών διαδικασιών αποθήκευσης και μετάδοσης γενετικών πληροφοριών: αναπαραγωγή DNA, η οποία εξασφαλίζει τη μεταφορά γενετικών πληροφοριών κατά την κυτταρική διαίρεση, μεταγραφή του DNA σε RNA κατά τη διάρκεια της σύνθεση πρωτεϊνών που κωδικοποιούνται από το DNA ενός γονιδίου, αποθήκευση γενετικών πληροφοριών σε δίκλωνο DNA και διαδικασίες επιδιόρθωσης DNA όταν καταστραφούν.
Με άλλα λόγια, έτσι ώστε μέρη του RNA να «κολλάνε» μεταξύ τουςΠαρεμπιπτόντως, τα γράμματα U και G πρέπει να εμφανίζονται απέναντι από τα A και C, αντίστοιχα. Οι περισσότερες από τις περιοχές συγκόλλησης βρίσκονται η μία κοντά στην άλλη. Ωστόσο, ο ρόλος αυτών που βρίσκονται σε απόσταση δεν είναι απολύτως σαφής.
Επιστήμονες από το Skoltech Center for Life Sciences υπόΥπό την καθοδήγηση του καθηγητή Dmitry Pervushin και των συναδέλφων τους από ρωσικά και διεθνή εργαστήρια, πραγματοποιήσαμε μια κοινή μελέτη. Χρησιμοποίησαν τεχνικές μοριακής και βιοπληροφορικής για την ανάλυση της δομής και του ρόλου των συμπληρωματικών περιοχών RNA που απέχουν πολύ αλλά μπορούν να σχηματίσουν δευτερεύουσες δομές.
Γενικά, το RNA έχει δύο δομές - πρωτογενή και δευτερογενή.
Κάτω από την πρωτογενή δομή των νουκλεϊκών οξέωνκατανοούν τη σειρά και την αλληλουχία της διάταξης των μονονουκλεοτιδίων στην πολυνουκλεοτιδική αλυσίδα του RNA. Μια τέτοια αλυσίδα σταθεροποιείται με 3′,5′-φωσφοδιεστερικούς δεσμούς. Με τη σειρά του, η δευτερογενής δομή είναι η διαμορφωτική διάταξη της κύριας αλυσίδας ενός μακρομορίου (για παράδειγμα, μια πολυπεπτιδική αλυσίδα μιας πρωτεΐνης ή μια αλυσίδα νουκλεϊκών οξέων), ανεξάρτητα από τη διαμόρφωση των πλευρικών αλυσίδων ή τη σχέση με άλλα τμήματα. Κατά την περιγραφή της δευτερογενούς δομής, είναι σημαντικό να προσδιοριστούν οι δεσμοί υδρογόνου που σταθεροποιούν μεμονωμένα θραύσματα μακρομορίων.
Χάρη στη νέα δουλειά, αποδείχθηκε ότι η δευτερεύουσαΗ δομή διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στην ωρίμανση των μορίων RNA που φέρουν πληροφορίες, και ιδιαίτερα στη σύνδεση. Αυτή είναι μια διαδικασία στην οποία οι μη κωδικοποιητικές περιοχές αποκόπτονται και οι περιοχές κωδικοποίησης συρράπτονται μαζί (όπως στην ωρίμανση των μορίων RNA). Οι επιστήμονες έχουν δείξει ότι οι δευτερογενείς δομές RNA μπορούν να ρυθμίσουν το μάτισμα και συνεπώς να συμβάλλουν περισσότερο στη γονιδιακή ρύθμιση από ό, τι πιστεύεται προηγουμένως.
Οι βιολόγοι έχουν δημοσιεύσει έναν εκτενή κατάλογοδυνητικά σημαντικές δομές RNA που βασίζονται σε υπολογισμούς. Ωστόσο, οι συντάκτες της εργασίας σημειώνουν ότι η πειραματική έρευνα προς αυτή την κατεύθυνση μόλις αρχίζει.
Διαβάστε περισσότερα
Δημιουργήθηκε ο πρώτος ακριβής χάρτης του κόσμου. Τι συμβαίνει με όλους τους άλλους;
Η NASA είπε πώς θα παραδώσει δείγματα του Άρη στη Γη
Ένας κινητήρας για ένα τροχιακό αεροσκάφος δοκιμάστηκε στη Ρωσία
Το RNA αποτελείται από μια μακρά αλυσίδα στην οποία κάθε σύνδεσμος ονομάζεται νουκλεοτίδιο.
Στη συντριπτική πλειονότητα των ζωντανών οργανισμών, το DNA δεν αποτελείται από μία, αλλά από δύο πολυνουκλεοτιδικές αλυσίδες. Αυτές οι δύο μακριές αλυσίδες στριφογυρίζονται μεταξύ τους σε διπλή έλικα.
Η γονιδιακή έκφραση είναι η διαδικασία με την οποία κληρονομικές πληροφορίες από ένα γονίδιο μετατρέπονται σε λειτουργικό προϊόν - RNA ή πρωτεΐνη.
Η διαμόρφωση ενός μορίου είναι η χωρική διάταξη των ατόμων σε ένα μόριο συγκεκριμένης διαμόρφωσης.