Je to tato fáze, která odlišuje implementaci dostupné genetické informace v buňkách, jako jsou eukaryota a prokaryota.
Výklad tohoto konceptu
V překladu z angličtiny tento výraz znamená „zpracování, zpracování“. Zpracování je proces tvorby zralých molekul ribonukleové kyseliny z pre-RNA. Jinými slovy, jedná se o soubor reakcí, které vedou k transformaci primárních transkripčních produktů (pre-RNA různých typů) na již fungující molekuly.
Pokud jde o zpracování r- a tRNA, nejčastěji jde o odříznutí přebytečných fragmentů z konců molekul. Pokud mluvíme o mRNA, pak zde lze poznamenat, že u eukaryot tento proces probíhá v mnoha fázích.
Poté, co jsme se již naučili, že zpracování je transformace primárního transkriptu na zralou molekulu RNA, stojí za to přejít k zvážení jeho vlastností.
Hlavní rysy zvažovaného konceptu
To zahrnuje následující:
- modifikace obou konců molekuly i RNA, při které jsou k nim připojeny specifické nukleotidové sekvence, ukazující místo začátku(konec) vysílání;
- splicing - odříznutí neinformativních sekvencí ribonukleové kyseliny, které odpovídají intronům DNA.
Pokud jde o prokaryota, jejich mRNA nepodléhá zpracování. Má schopnost pracovat okamžitě po skončení syntézy.
Kde daný proces probíhá?
V každém organismu probíhá zpracování RNA v jádře. Provádí se pomocí speciálních enzymů (jejich skupiny) pro každý jednotlivý typ molekuly. Mohou být také zpracovány translační produkty, jako jsou polypeptidy, které jsou přímo čteny z mRNA. Takzvané prekurzorové molekuly většiny proteinů - kolagen, imunoglobuliny, trávicí enzymy, některé hormony - procházejí těmito změnami, po kterých začíná jejich skutečné fungování v těle.
Už jsme se naučili, že zpracování je proces tvorby zralé RNA z pre-RNA. Nyní stojí za to ponořit se do podstaty samotné ribonukleové kyseliny.
RNA: chemická povaha
Jedná se o ribonukleovou kyselinu, což je kopolymer pyrimidinových a purinových ribonukleitidů, které jsou navzájem spojeny, stejně jako v DNA, 3' - 5'-fosfodiesterovými můstky.
Navzdory skutečnosti, že tyto 2 druhy molekul jsou podobné, liší se v několika ohledech.
Rozlišovací vlastnosti RNA a DNA
Za prvé, ribonukleová kyselina má uhlíkový zbytek, na který se vztahuje pyrimidin a purinbáze, fosfátové skupiny - ribóza, zatímco DNA má 2'-deoxyribózu.
Zadruhé, pyrimidinové složky se také liší. Podobnými složkami jsou nukleotidy adeninu, cytosinu, guaninu. RNA obsahuje uracil místo thyminu.
Za třetí, RNA má 1-vláknovou strukturu, zatímco DNA je 2-vláknová molekula. Řetězec ribonukleové kyseliny však obsahuje oblasti opačné polarity (komplementární sekvence), které umožňují jeho jedinému řetězci, aby se složil a vytvořil "vlásenky" - struktury vybavené 2vláknovými charakteristikami (jak je znázorněno na obrázku výše).
Za čtvrté, vzhledem k tomu, že RNA je jeden řetězec, který je komplementární pouze k jednomu z řetězců DNA, guanin v ní nemusí být přítomen ve stejném obsahu jako cytosin a adenin jako uracil.
Za páté, RNA může být hydrolyzována alkálií na 2', 3'-cyklické diestery mononukleotidů. Roli meziproduktu při hydrolýze hraje 2', 3', 5-triester, který není schopen v průběhu podobného procesu pro DNA vzniknout kvůli absenci 2'-hydroxylových skupin v něm. Ve srovnání s DNA je alkalická labilita ribonukleové kyseliny užitečnou vlastností pro diagnostické i analytické účely.
Informace obsažená v 1-vláknové RNA je obvykle realizována jako sekvence pyrimidinových a purinových bází, jinými slovy, ve formě primární struktury polymerního řetězce.
Tato sekvencekomplementární ke genovému řetězci (kódování), ze kterého je „čtena“RNA. Kvůli této vlastnosti se molekula ribonukleové kyseliny může specificky vázat na kódující řetězec, ale není to schopna udělat s nekódujícím řetězcem DNA. Sekvence RNA, s výjimkou nahrazení T za U, je podobná sekvenci nekódujícího řetězce genu.
typy RNA
Téměř všechny se účastní takového procesu, jako je biosyntéza bílkovin. Jsou známy následující typy RNA:
- Matice (mRNA). Jedná se o molekuly cytoplazmatické ribonukleové kyseliny, které fungují jako šablony pro syntézu proteinů.
- Ribozomální (rRNA). Jedná se o cytoplazmatickou molekulu RNA, která působí jako strukturální složky, jako jsou ribozomy (organely zapojené do syntézy proteinů).
- Doprava (tRNA). Jedná se o molekuly transportních ribonukleových kyselin, které se podílejí na translaci (překladu) informace mRNA do aminokyselinové sekvence již v proteinech.
Významná část RNA ve formě 1. transkriptů, které se tvoří v eukaryotických buňkách, včetně savčích buněk, podléhá procesu degradace v jádře a nehraje informační ani strukturální roli v cytoplazma.
V lidských buňkách (kultivovaných) byla nalezena třída malých jaderných ribonukleových kyselin, které se přímo nepodílejí na syntéze proteinů, ale ovlivňují zpracování RNA a také celkovou buněčnou "architekturu". Jejich velikosti se liší, obsahují 90 - 300 nukleotidů.
Ribonukleová kyselina je hlavním genetickým materiálem vřada rostlinných a živočišných virů. Některé RNA viry nikdy neprojdou reverzní transkripcí RNA na DNA. Ale přesto je mnoho zvířecích virů, například retroviry, charakterizováno reverzní translací svého RNA genomu, řízenou RNA-dependentní reverzní transkriptázou (DNA polymerázou) s tvorbou 2-vláknové kopie DNA. Ve většině případů je nově vznikající 2-vláknový DNA transkript zaveden do genomu, což dále zajišťuje expresi virových genů a produkci nových kopií RNA genomů (také virových).
Post-transkripční modifikace ribonukleové kyseliny
Jeho molekuly syntetizované RNA polymerázami jsou vždy funkčně neaktivní a fungují jako prekurzory, konkrétně pre-RNA. Jsou transformovány na již zralé molekuly až poté, co projdou příslušnými post-transkripčními úpravami RNA - fázemi jejího zrání.
Tvorba zralé mRNA začíná během syntézy RNA a polymerázy II ve fázi elongace. Již k 5'-konci postupně rostoucího řetězce RNA je připojen 5'-konec GTP, poté je ortofosfát odštěpen. Dále je guanin methylován za vzniku 7-methyl-GTP. Taková zvláštní skupina, která je součástí mRNA, se nazývá „čepice“(klobouk nebo čepice).
V závislosti na typu RNA (ribozomální, transportní, templátová atd.) procházejí prekurzory různými sekvenčními modifikacemi. Například prekurzory mRNA podléhají sestřihu, methylaci, překrytí, polyadenylaci a někdy i úpravám.
Eukaryota: celkemfeature
Eukaryotická buňka je doménou živých organismů a obsahuje jádro. Kromě bakterií, archaea, jsou jakékoli organismy jaderné. Rostliny, houby, zvířata, včetně skupiny organismů nazývaných protist, jsou všechny eukaryotické organismy. Jsou jak jednobuněčné, tak mnohobuněčné, ale všechny mají společný plán buněčné struktury. Obecně se uznává, že tyto organismy, tak nepodobné, mají stejný původ, a proto je jaderná skupina vnímána jako monofyletický taxon nejvyšší úrovně.
Na základě běžných hypotéz vznikla eukaryota před 1,5 – 2 miliardami let. Důležitou roli v jejich evoluci hraje symbiogeneze - symbióza eukaryotické buňky, která měla jádro schopné fagocytózy a jím spolknuté bakterie - prekurzory plastidů a mitochondrií.
Prokaryota: obecná charakteristika
Jedná se o 1-buněčné živé organismy, které nemají jádro (vytvořené), zbytek membránové organely (vnitřní). Jediná velká kruhová 2vláknová molekula DNA, která obsahuje většinu buněčného genetického materiálu, je ta, která netvoří komplex s histonovými proteiny.
Prokaryota zahrnují archaea a bakterie, včetně sinic. Potomci nejaderných buněk - eukaryotické organely - plastidy, mitochondrie. Jsou rozděleny do 2 taxonů v rámci domény: Archaea a Bacteria.
Tyto buňky nemají jaderný obal, k balení DNA dochází bez účasti histonů. Typ jejich výživy je osmotrofní a genetický materiálreprezentovaný jednou molekulou DNA, která je uzavřena v kruhu a je zde pouze 1 replikon. Prokaryota mají organely, které mají membránovou strukturu.
Rozdíl mezi eukaryoty a prokaryoty
Základní rys eukaryotických buněk je spojen s přítomností genetického aparátu v nich, který se nachází v jádře, kde je chráněn obalem. Jejich DNA je lineární, spojená s histonovými proteiny, jinými chromozomálními proteiny, které u bakterií chybí. V jejich životním cyklu jsou zpravidla přítomny 2 jaderné fáze. Jeden má haploidní sadu chromozomů a následným sloučením 2 haploidních buněk vznikne diploidní buňka, která již obsahuje 2. sadu chromozomů. Stává se také, že při následném dělení se buňka opět stane haploidní. Tento druh životního cyklu, stejně jako diploidie obecně, není charakteristický pro prokaryota.
Nejzajímavějším rozdílem je přítomnost speciálních organel u eukaryot, které mají svůj vlastní genetický aparát a rozmnožují se dělením. Tyto struktury jsou obklopeny membránou. Tyto organely jsou plastidy a mitochondrie. Pokud jde o životně důležitou aktivitu a strukturu, jsou překvapivě podobné bakteriím. Tato okolnost přiměla vědce, aby si mysleli, že jsou potomky bakteriálních organismů, které vstoupily do symbiózy s eukaryoty.
Prokaryota mají málo organel, z nichž žádná není obklopena 2. membránou. Chybí jim endoplazmatické retikulum, Golgiho aparát a lysozomy.
Dalším důležitým rozdílem mezi eukaryoty a prokaryoty je přítomnost fenoménu endocytózy u eukaryot, včetně fagocytózy vvětšina skupin. Tou poslední je schopnost zachytit pomocí uzavření v membránové bublině a následně strávit různé pevné částice. Tento proces zajišťuje nejdůležitější ochrannou funkci v těle. Výskyt fagocytózy je pravděpodobně způsoben tím, že jejich buňky jsou střední velikosti. Prokaryotické organismy jsou naproti tomu neúměrně menší, a proto v průběhu evoluce eukaryot vyvstala potřeba spojená se zásobováním buňky významným množstvím potravy. V důsledku toho se mezi nimi objevili první mobilní predátoři.
Zpracování jako jeden z kroků biosyntézy bílkovin
Toto je druhý krok, který začíná po přepisu. Zpracování bílkovin probíhá pouze u eukaryot. Toto je zrání mRNA. Abych byl přesný, jedná se o odstranění oblastí, které nekódují protein, a přidání kontrol.
Závěr
Tento článek popisuje, co je zpracování (biologie). Také říká, co je RNA, uvádí její typy a post-transkripční modifikace. Zvažují se charakteristické rysy eukaryot a prokaryot.
Nakonec stojí za to připomenout, že zpracování je proces tvorby zralé RNA z pre-RNA.
