ეს არის ეს ეტაპი, რომელიც განასხვავებს ხელმისაწვდომი გენეტიკური ინფორმაციის იმპლემენტაციას უჯრედებში, როგორიცაა ევკარიოტები და პროკარიოტები.
ამ კონცეფციის ინტერპრეტაცია
ინგლისურიდან თარგმნილი, ეს ტერმინი ნიშნავს "დამუშავებას, დამუშავებას". დამუშავება არის რიბონუკლეინის მჟავას მოლეკულების ფორმირების პროცესი პრე-რნმ-დან. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ეს არის რეაქციების ერთობლიობა, რომელიც იწვევს პირველადი ტრანსკრიფციის პროდუქტების (სხვადასხვა ტიპის პრე-რნმ) გადაქცევას უკვე მოქმედ მოლეკულებად.
რაც შეეხება r- და tRNA-ს დამუშავებას, ის ყველაზე ხშირად მოლეკულების ბოლოებიდან ზედმეტი ფრაგმენტების ამოჭრას უკავშირდება. თუ ვსაუბრობთ mRNA-ზე, მაშინ აქ შეიძლება აღინიშნოს, რომ ევკარიოტებში ეს პროცესი მრავალ ეტაპად მიმდინარეობს.
ასე რომ, მას შემდეგ რაც უკვე გავიგეთ, რომ დამუშავება არის პირველადი ტრანსკრიპტის ტრანსფორმაცია მომწიფებულ რნმ-ის მოლეკულად, ღირს გადავიდეთ მის მახასიათებლებზე.
განხილული კონცეფციის ძირითადი მახასიათებლები
ეს მოიცავს შემდეგს:
მოლეკულის ორივე ბოლოების და რნმ-ის
რაც შეეხება პროკარიოტებს, მათი mRNA არ ექვემდებარება დამუშავებას. მას აქვს უნარი იმუშაოს სინთეზის დასრულებისთანავე.
სად მიმდინარეობს აღნიშნული პროცესი?
ნებისმიერ ორგანიზმში რნმ-ის დამუშავება ხდება ბირთვში. იგი ხორციელდება სპეციალური ფერმენტების (მათი ჯგუფის) საშუალებით თითოეული ინდივიდუალური ტიპის მოლეკულისთვის. მთარგმნელობითი პროდუქტები, როგორიცაა პოლიპეპტიდები, რომლებიც პირდაპირ იკითხება mRNA-დან, ასევე შეიძლება დამუშავდეს. ცილების უმრავლესობის ეგრეთ წოდებული წინამორბედი მოლეკულები - კოლაგენი, იმუნოგლობულინები, საჭმლის მომნელებელი ფერმენტები, ზოგიერთი ჰორმონი - განიცდის ამ ცვლილებებს, რის შემდეგაც იწყება მათი რეალური ფუნქციონირება ორგანიზმში.
ჩვენ უკვე გავიგეთ, რომ დამუშავება არის პრე-რნმ-დან მომწიფებული რნმ-ის ფორმირების პროცესი. ახლა ღირს თავად რიბონუკლეინის მჟავის ბუნებაში ჩაღრმავება.
RNA: ქიმიური ბუნება
ეს არის რიბონუკლეინის მჟავა, რომელიც წარმოადგენს პირიმიდინისა და პურინის რიბონუკლეიდების კოპოლიმერს, რომლებიც დაკავშირებულია ერთმანეთთან, ისევე როგორც დნმ-ში, 3'-5'-ფოსფოდიესტერის ხიდებით.
მიუხედავად იმისა, რომ ეს 2 სახის მოლეკულა მსგავსია, ისინი განსხვავდებიან რამდენიმე თვალსაზრისით.
რნმ-ისა და დნმ-ის განმასხვავებელი თვისებები
პირველ რიგში, რიბონუკლეინის მჟავას აქვს ნახშირბადის ნარჩენი, რომელსაც პირმიდინი და პურინიფუძეები, ფოსფატური ჯგუფები - რიბოზა, ხოლო დნმ-ს აქვს 2'-დეოქსირიბოზა.
მეორე, პირიმიდინის კომპონენტები ასევე განსხვავდება. მსგავსი კომპონენტებია ადენინის, ციტოზინის, გუანინის ნუკლეოტიდები. რნმ შეიცავს ურაცილს თიმინის ნაცვლად.
მესამე, რნმ-ს აქვს 1-ჯაჭვიანი სტრუქტურა, ხოლო დნმ არის 2-ჯაჭვიანი მოლეკულა. მაგრამ რიბონუკლეინის მჟავის ჯაჭვი შეიცავს საპირისპირო პოლარობის რეგიონებს (დამატებითი თანმიმდევრობა), რაც საშუალებას აძლევს მის ერთ ღეროს დაიკეცოს და შექმნას „თმის სამაგრები“- სტრუქტურები, რომლებიც აღჭურვილია ორჯაჭვიანი მახასიათებლებით (როგორც ნაჩვენებია ზემოთ სურათზე).
მეოთხე, იმის გამო, რომ რნმ არის ერთი ჯაჭვი, რომელიც ავსებს დნმ-ის მხოლოდ ერთ ჯაჭვს, გუანინი არ უნდა იყოს მასში ციტოზინის იგივე შემცველობით, ხოლო ადენინი, როგორც ურაცილი.
მეხუთე, რნმ შეიძლება ჰიდროლიზდეს ტუტეებით მონონუკლეოტიდების 2', 3'-ციკლურ დიესტერებამდე. შუალედური პროდუქტის როლს ჰიდროლიზში ასრულებს 2', 3', 5-ტრიესტერი, რომელსაც არ შეუძლია წარმოქმნას დნმ-ის მსგავსი პროცესის დროს მასში 2'-ჰიდროქსილის ჯგუფების არარსებობის გამო. დნმ-თან შედარებით, რიბონუკლეინის მჟავას ტუტე ლაბილობა სასარგებლო თვისებაა როგორც დიაგნოსტიკური, ასევე ანალიტიკური მიზნებისთვის.
1-ჯაჭვიანი რნმ-ში შემავალი ინფორმაცია ჩვეულებრივ რეალიზდება როგორც პირიმიდინისა და პურინის ფუძეების თანმიმდევრობა, სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, პოლიმერული ჯაჭვის პირველადი სტრუქტურის სახით.
ეს თანმიმდევრობაავსებს გენის ჯაჭვს (კოდირებს), საიდანაც რნმ „იკითხება“. ამ თვისების გამო, რიბონუკლეინის მჟავას მოლეკულას შეუძლია სპეციალურად დაუკავშირდეს კოდირებულ ჯაჭვს, მაგრამ არ შეუძლია ამის გაკეთება არაკოდირების დნმ-ის ჯაჭვით. რნმ-ის თანმიმდევრობა, გარდა T-ის U-ით ჩანაცვლებისა, მსგავსია გენის არაკოდირების ჯაჭვისა.
RNA ტიპები
თითქმის ყველა მათგანი ჩართულია ისეთ პროცესში, როგორიცაა ცილის ბიოსინთეზი. ცნობილია რნმ-ის შემდეგი ტიპები:
- მატრიცა (mRNA). ეს არის ციტოპლაზმური რიბონუკლეინის მჟავის მოლეკულები, რომლებიც მოქმედებენ როგორც შაბლონები ცილის სინთეზისთვის.
- რიბოსომული (rRNA). ეს არის ციტოპლაზმური რნმ-ის მოლეკულა, რომელიც მოქმედებს როგორც სტრუქტურული კომპონენტები, როგორიცაა რიბოსომები (ორგანელები, რომლებიც მონაწილეობენ ცილის სინთეზში).
- ტრანსპორტი (tRNA). ეს არის რიბონუკლეინის მჟავების სატრანსპორტო მოლეკულები, რომლებიც მონაწილეობენ mRNA ინფორმაციის ტრანსლაციაში (თარგმნაში) ამინომჟავების თანმიმდევრობაში უკვე ცილებში.
რნმ-ის მნიშვნელოვანი ნაწილი 1-ლი ტრანსკრიპტების სახით, რომლებიც წარმოიქმნება ევკარიოტულ უჯრედებში, მათ შორის ძუძუმწოვრების უჯრედებში, ექვემდებარება დეგრადაციის პროცესს ბირთვში და არ თამაშობს ინფორმაციულ ან სტრუქტურულ როლს. ციტოპლაზმა.
ადამიანის უჯრედებში (კულტივირებულ) აღმოჩნდა მცირე ბირთვული რიბონუკლეინის მჟავების კლასი, რომლებიც უშუალოდ არ მონაწილეობენ ცილის სინთეზში, მაგრამ გავლენას ახდენენ რნმ-ის დამუშავებაზე, ისევე როგორც მთლიან უჯრედულ "არქიტექტურაზე". მათი ზომები განსხვავებულია, ისინი შეიცავს 90-300 ნუკლეოტიდს.
რიბონუკლეინის მჟავა არის მთავარი გენეტიკური მასალამცენარეთა და ცხოველთა რიგი ვირუსები. ზოგიერთი რნმ ვირუსი არასოდეს გადის რნმ-ის საპირისპირო ტრანსკრიფციას დნმ-მდე. მაგრამ მაინც, ბევრ ცხოველურ ვირუსს, მაგალითად, რეტროვირუსებს, ახასიათებს მათი რნმ გენომის საპირისპირო ტრანსლაცია, რომელიც მიმართულია რნმ-დამოკიდებული საპირისპირო ტრანსკრიპტაზას (დნმ პოლიმერაზას) მიერ 2-ჯაჭვიანი დნმ-ის ასლის წარმოქმნით. უმეტეს შემთხვევაში, წარმოქმნილი 2-ჯაჭვიანი დნმ-ის ტრანსკრიპტი შეჰყავთ გენომში, რაც შემდგომ უზრუნველყოფს ვირუსული გენების გამოხატვას და რნმ-ის გენომის ახალი ასლების წარმოქმნას (ასევე ვირუსული).
რიბონუკლეინის მჟავის პოსტტრანსკრიპციული მოდიფიკაციები
რნმ პოლიმერაზებით სინთეზირებული მისი მოლეკულები ყოველთვის ფუნქციურად არააქტიურია და მოქმედებენ როგორც წინამორბედები, კერძოდ, პრე-რნმ. ისინი უკვე მომწიფებულ მოლეკულებად გარდაიქმნებიან მხოლოდ მას შემდეგ, რაც გაივლიან რნმ-ის შესაბამის პოსტტრანსკრიპციულ მოდიფიკაციას - მისი მომწიფების ეტაპებს.
მომწიფებული mRNA-ს ფორმირება იწყება რნმ-ისა და პოლიმერაზა II-ის სინთეზის დროს დრეკადობის სტადიაზე. უკვე თანდათან მზარდი რნმ-ის ძაფის 5'-ბოლოზე მიმაგრებულია GTP-ის 5'-ბოლო, შემდეგ ორთოფოსფატი იშლება. გარდა ამისა, გუანინი მეთილირებულია 7-მეთილ-GTP-ის გარეგნობით. ასეთ სპეციალურ ჯგუფს, რომელიც არის mRNA-ს ნაწილი, ეწოდება "ქუდი" (ქუდი ან ქუდი).
რნმ-ის ტიპის მიხედვით (რიბოსომული, ტრანსპორტი, შაბლონი და ა.შ.), წინამორბედები განიცდიან სხვადასხვა თანმიმდევრულ მოდიფიკაციას. მაგალითად, mRNA წინამორბედები განიცდიან შერწყმას, მეთილაციას, დაფარვას, პოლიადენილირებას და ზოგჯერ რედაქტირებას.
ევკარიოტები: სულფუნქცია
ევკარიოტული უჯრედი ცოცხალი ორგანიზმების დომენია და ის შეიცავს ბირთვს. ბაქტერიების, არქეების გარდა, ნებისმიერი ორგანიზმი არის ბირთვული. მცენარეები, სოკოები, ცხოველები, მათ შორის ორგანიზმების ჯგუფის პროტისტები, ყველა ევკარიოტული ორგანიზმია. ისინი ორივე 1 უჯრედიანი და მრავალუჯრედიანია, მაგრამ ყველა მათგანს აქვს უჯრედული სტრუქტურის საერთო გეგმა. ზოგადად მიღებულია, რომ ამ ასე განსხვავებულ ორგანიზმებს აქვთ ერთი და იგივე წარმომავლობა, რის გამოც ბირთვული ჯგუფი აღიქმება უმაღლესი რანგის მონოფილეტურ ტაქსონად.
გავრცელებულ ჰიპოთეზებზე დაყრდნობით, ევკარიოტები წარმოიშვნენ 1,5-2 მილიარდი წლის წინ. მათ ევოლუციაში მნიშვნელოვანი როლი ენიჭება სიმბიოგენეზს - ევკარიოტული უჯრედის სიმბიოზს, რომელსაც ჰქონდა ფაგოციტოზის უნარის მქონე ბირთვი და მის მიერ გადაყლაპული ბაქტერიები - პლასტიდების და მიტოქონდრიების წინამორბედები.
პროკარიოტები: ზოგადი მახასიათებლები
ეს არის 1-უჯრედიანი ცოცხალი ორგანიზმები, რომლებსაც არ აქვთ ბირთვი (წარმოქმნილი), დანარჩენი მემბრანული ორგანელები (შიდა). ერთადერთი დიდი წრიული 2-ჯაჭვიანი დნმ-ის მოლეკულა, რომელიც შეიცავს უჯრედული გენეტიკური მასალის უმეტეს ნაწილს, არის ის, რომელიც არ ქმნის კომპლექსს ჰისტონურ ცილებთან.
პროკარიოტები მოიცავს არქეებს და ბაქტერიებს, მათ შორის ციანობაქტერიებს. არაბირთვული უჯრედების შთამომავლები - ევკარიოტული ორგანელები - პლასტიდები, მიტოქონდრია. დომენის რანგში ისინი იყოფა 2 ტაქსონად: არქეა და ბაქტერია.
ამ უჯრედებს არ აქვთ ბირთვული გარსი, დნმ-ის შეფუთვა ხდება ჰისტონების მონაწილეობის გარეშე. მათი კვების ტიპი ოსმოტროფულია, ხოლო გენეტიკური მასალაწარმოდგენილია ერთი დნმ-ის მოლეკულით, რომელიც დახურულია რგოლში და არის მხოლოდ 1 რეპლიკონი. პროკარიოტებს აქვთ ორგანელები, რომლებსაც აქვთ მემბრანული სტრუქტურა.
სხვაობა ევკარიოტებსა და პროკარიოტებს შორის
ევკარიოტული უჯრედების ფუნდამენტური თვისება დაკავშირებულია მათში გენეტიკური აპარატის არსებობასთან, რომელიც მდებარეობს ბირთვში, სადაც ის დაცულია გარსით. მათი დნმ წრფივია, დაკავშირებულია ჰისტონურ პროტეინებთან, სხვა ქრომოსომულ პროტეინებთან, რომლებიც არ არის ბაქტერიებში. როგორც წესი, მათ სასიცოცხლო ციკლში 2 ბირთვული ფაზაა. ერთს აქვს ქრომოსომების ჰაპლოიდური ნაკრები და შემდგომში შერწყმის შედეგად 2 ჰაპლოიდური უჯრედი ქმნის დიპლოიდურ უჯრედს, რომელიც უკვე შეიცავს ქრომოსომების მე-2 კომპლექტს. ასევე ხდება, რომ შემდგომი გაყოფის დროს უჯრედი კვლავ ხდება ჰაპლოიდური. ამ ტიპის სასიცოცხლო ციკლი, ისევე როგორც ზოგადად დიპლოიდია, არ არის დამახასიათებელი პროკარიოტებისთვის.
ყველაზე საინტერესო განსხვავებაა ევკარიოტებში სპეციალური ორგანელების არსებობა, რომლებსაც აქვთ საკუთარი გენეტიკური აპარატი და მრავლდებიან გაყოფით. ეს სტრუქტურები გარშემორტყმულია გარსით. ეს ორგანელები არის პლასტიდები და მიტოქონდრია. სასიცოცხლო აქტივობისა და სტრუქტურის თვალსაზრისით ისინი საოცრად ჰგავს ბაქტერიებს. ამ გარემოებამ აიძულა მეცნიერები ეფიქრათ, რომ ისინი არიან ბაქტერიოზური ორგანიზმების შთამომავლები, რომლებიც შევიდნენ სიმბიოზში ევკარიოტებთან.
პროკარიოტებს აქვთ რამდენიმე ორგანელა, რომელთაგან არცერთი არ არის გარშემორტყმული მე-2 მემბრანით. მათ აკლიათ ენდოპლაზმური ბადე, გოლჯის აპარატი და ლიზოსომები.
ეუკარიოტებსა და პროკარიოტებს შორის კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი განსხვავებაა ევკარიოტებში ენდოციტოზის ფენომენის არსებობა, მათ შორის ფაგოციტოზისჯგუფების უმეტესობა. ეს უკანასკნელი არის მემბრანულ ბუშტში ჩაკეტვის და შემდეგ სხვადასხვა მყარი ნაწილაკების მონელების უნარი. ეს პროცესი უზრუნველყოფს ორგანიზმში ყველაზე მნიშვნელოვან დამცავ ფუნქციას. ფაგოციტოზის გაჩენა სავარაუდოდ გამოწვეულია იმით, რომ მათი უჯრედები საშუალო ზომისაა. მეორეს მხრივ, პროკარიოტული ორგანიზმები შეუდარებლად მცირეა, რის გამოც ევკარიოტების ევოლუციის დროს გაჩნდა საჭიროება, რომელიც დაკავშირებულია უჯრედის საკვების მნიშვნელოვანი რაოდენობით მიწოდებასთან. შედეგად, მათ შორის გაჩნდა პირველი მობილური მტაცებლები.
დამუშავება, როგორც ცილის ბიოსინთეზის ერთ-ერთი საფეხური
ეს არის მეორე ნაბიჯი, რომელიც იწყება ტრანსკრიფციის შემდეგ. ცილის დამუშავება ხდება მხოლოდ ევკარიოტებში. ეს არის mRNA მომწიფება. უფრო ზუსტად რომ ვთქვათ, ეს არის რეგიონების მოცილება, რომლებიც არ კოდირებენ პროტეინს და საკონტროლო პუნქტების დამატება.
დასკვნა
ეს სტატია აღწერს რა არის დამუშავება (ბიოლოგია). ის ასევე გვეუბნება რა არის რნმ, ჩამოთვლის მის ტიპებს და პოსტტრანსკრიპციულ მოდიფიკაციებს. განიხილება ევკარიოტებისა და პროკარიოტების გამორჩეული თვისებები.
და ბოლოს, უნდა გავიხსენოთ, რომ დამუშავება არის პრე-რნმ-დან მომწიფებული რნმ-ის ფორმირების პროცესი.
