DNA i RNA - Kwas deoksyrybonukleinowy i kwas rybonukleinowy są najważniejszymi częściami ludzkiego ciała. DNA —
W szkole uczymy się, że DNA jest dwuniciowestrukturę, a RNA jest jednoniciowy. Ale nie jest to do końca prawdą. Naukowcy stanęli przed sytuacją, w której RNA tworzy strukturę dwuniciową (tzw. wtórną), która odgrywa ważną rolę w funkcjonowaniu jego cząsteczek. Struktury te biorą udział w regulacji ekspresji genów, gdzie regiony dwuniciowe zwykle pełnią określone funkcje, a ich utrata może powodować poważne zaburzenia. Dwuniciową strukturę tworzą lepkie dodatkowe regiony.
RNA zawiera następujące nukleozydy:
- Adenina + ryboza = adenozyna (A)
- Guanina + ryboza = guanozyna (G)
- Cytozyna + ryboza = cytydyna (C)
- Uracyl + ryboza = urydyna (U)
W przypadku kwasów nukleinowych zarówno oligo, jak ipolinukleotydy - azotowe zasady nukleotydów są zdolne, dzięki tworzeniu wiązań wodorowych, do tworzenia par kompleksów adenina-tymina (lub uracyl w RNA) i guanina-cytozyna podczas interakcji łańcuchów kwasu nukleinowego. Ta interakcja nazywana jest komplementarnością kwasów nukleinowych i odgrywa kluczową rolę w szeregu podstawowych procesów przechowywania i przekazywania informacji genetycznej: replikacji DNA, która zapewnia transfer informacji genetycznej podczas podziału komórki, transkrypcji DNA na RNA podczas synteza białek kodowanych przez gen DNA, przechowywanie informacji genetycznej w dwuniciowym DNA i procesy naprawy DNA po uszkodzeniu.
Innymi słowy, aby części RNA „skleiły się” do siebieNawiasem mówiąc, litery U i G powinny pojawić się odpowiednio naprzeciwko A i C. Większość miejsc przylegania znajduje się blisko siebie. Jednak rola tych, które znajdują się na dystansie, nie jest do końca jasna.
Naukowcy z Centrum Nauk Przyrodniczych Skoltech podPod kierunkiem profesora Dmitrija Pervushina i ich kolegów z laboratoriów rosyjskich i międzynarodowych przeprowadziliśmy wspólne badanie. Wykorzystali techniki molekularne i bioinformatyczne do analizy struktury i roli komplementarnych regionów RNA, które są daleko od siebie, ale mogą tworzyć struktury drugorzędowe.
Ogólnie RNA ma dwie struktury - pierwotną i wtórną.
Pod pierwotną strukturą kwasów nukleinowychrozumieć porządek i sekwencję ułożenia mononukleotydów w łańcuchu polinukleotydowym RNA. Taki łańcuch jest stabilizowany wiązaniami 3',5'-fosfodiestrowymi. Z kolei struktura drugorzędowa to układ konformacyjny głównego łańcucha makrocząsteczki (na przykład łańcucha polipeptydowego białka lub łańcucha kwasów nukleinowych), niezależnie od konformacji łańcuchów bocznych lub powiązania z innymi segmentami. Przy opisywaniu struktury drugorzędowej istotne jest określenie wiązań wodorowych stabilizujących poszczególne fragmenty makrocząsteczek.
Dzięki nowej pracy okazało się, że drugorzędnastruktura odgrywa ważną rolę w dojrzewaniu cząsteczek RNA przenoszących informacje, a zwłaszcza w splicingu. Jest to proces, w którym regiony niekodujące są wycinane, a regiony kodujące są zszywane (jak w przypadku dojrzewania cząsteczek RNA). Naukowcy wykazali, że struktury drugorzędowe RNA mogą regulować splicing, a tym samym przyczyniać się bardziej do regulacji genów, niż wcześniej sądzono.
Biolodzy opublikowali obszerny katalogpotencjalnie ważne struktury RNA na podstawie obliczeń. Autorzy pracy zauważają jednak, że badania eksperymentalne w tym kierunku dopiero się rozpoczynają.
Czytaj więcej
Powstała pierwsza dokładna mapa świata. Co jest nie tak ze wszystkimi innymi?
NASA poinformowała, w jaki sposób dostarczą próbki Marsa na Ziemię
Silnik do samolotu orbitalnego był testowany w Rosji
RNA składa się z długiego łańcucha, w którym każde ogniwo nazywa się nukleotydem.
W zdecydowanej większości organizmów żywych DNA składa się nie z jednego, ale z dwóch łańcuchów polinukleotydowych. Te dwa długie łańcuchy są owinięte wokół siebie w podwójnej helisie.
Ekspresja genów to proces, w którym dziedziczna informacja z genu jest przekształcana w funkcjonalny produkt - RNA lub białko.
Konformacja cząsteczki to przestrzenne rozmieszczenie atomów w cząsteczce o określonej konfiguracji.