(2) Транспортные рнк.
Каждая клетка содержит до 60 видов молекул тРНК. Они самые маленькие из всех видов НК (М = 25000), содержит 73 – 93 нуклеотида. Функции тРНК заключаются в транспортировке аминокислот к месту синтеза белка – в рибосомы. тРНК обладают специфичностью. Аминокислота, транспортируемая тРНК доставляется к определенному участку информационной (матричной РНК), указанному кодоном. Чтение (распознавание) кодонов достигается вследствии наличия в каждой тРНК уникальной тринуклеотидной последовательности, называемой антикодонами, последовательность которого комплементарна последовательности кодона. Пространственная структура тРНК напоминает «клеверный лист»:
АК
антикод
тРНК содержит до 50 различных нетипичных (модифицированных) нуклеотидов. Присоединение АК к тРНК катализируется ферментом аминоацил-тРНК-синтетазой. И уже в виде комплекса аминоацил-тРНК аминокислота доставляется к месту синтеза белка.
(3) Рибосомные РНК. По сути, рибосоы – мультимолекулярные агрегаты, состоящие из белка (35%) и рРНК (65%). рРНК составляет до 80% от всех РНК клетки. Диаметр рибосом достигает до 50 Ǻ. Для всех живых организмов характерны два вида рибосом: 70S (у микробов) и 80S (у других видов). Интактная рибосома представляет собой комплекс из двух субъединиц – тяжелой (50S) и легкой (30S). Весь этот интактный комплекс может диссоциировать на субъединицы, которые в свою очередь могут диссоциировать с образованием до 60 компонентов (это молекулы РНК и различных белков). Эти компоненты способны реконструироваться в субъединицы, которые далее участвуют в реконструкции рибосом. Это естественный процесс происходящий в клетках, причем протекающий самопроизвольно.
Структура днк.
ДНК предназначена для хранения и передачи генетической информации. По химической структуре ДНК, в отличие от РНК содержит дезоксирибозу, и вместо урацила – тимин. М (ДНК) велика и составляет от 10 в 6 до 10 в 9 степени и более. Размеры молекулы также очень вариабельны и среди различных видов и внутри одного вида. Так, длина ДНК кишечной палочки составляет от 1 до 13 мм, у человека может достигать 8 см если их вытянуть в длину, а диаметр равен 20 Ǻ, то-есть достаточно чтобы увидеть в электронный микроскоп. Для нуклеотидного состава ДНК существуют общие закономерности, известные как правила Чаргаффа:
число пуриновых оснований (А+Г) = числу пиримидиновых (Ц+Т), то есть
(А+Г)/(Ц+Т) = 1
число остатков аденина равно числу остатков тимина, то есть А/Т=1.
Число остатков гуанина равно числу остатков цитозина, то есть Г/Ц=1.
В 1953 г. Уотсон и Крик показали, что молекула ДНК состоит из двух правозакрученных спиральных полинуклеотидных цепей, переплетенных друг с другом и противоположно направленых. Эта структура двойной спирали стабилизирована межцепочечными водородными связями между спецефическими парами АО, которые направлены от сахарофосфатного остова каждой цепи внутрь спирали перперндикулярно оси. Это полностью соответствует правилу Чаргоффа. Аденин всегда связан двумя водородными связями с тимином А=Т (поэтому и соотношение А/Т=1), а гуанин всегда связан тремя водородными связями с цитозином Г Ц (поэтому соотношение Г/Ц=1). В соответствии с этим эти пары называются комплементарными парами оснований. Более того, полная последовательность одной из цепей полностью комплементарна последовательности второй. Две цепи имеют противоположную направленность – одна из них ориетирована в 3` - 5` -направлении, а вторая – в 5` - 3` -направлении. Важно, что именно противоположная направленность двух цепей обеспечивает правильную пространственную ориентировку АО. Водородные связи – не единственный вид взаимодействия, стабилизирующего двухцепочечную структуру. Молекула ДНК – полианион, на ее поверхности локализовано множество отрицательных зарядов, что обеспечивает стабилизацию путем электростатических взаимодейтвый с неорганическими поликатионами (например с ионами магния) или с белками (гистонами), содержащими большое количество положительно заряженных боковых цепей АК. Третий стабилизирующий фактор возникает благодаря гидрофобным взаимодействиям в плотно упакованных АО, которые уложены как бы стопкой в сердцевине спирали. На один виток двойной спирали приходится 10 нуклеотидов. Двойная спираль закольцована. Исследования последних лет показали, что двойная спираль не только представляет собой кольцевую структуру, но и это кольцо тоже закручено (в этом случае говорят о суперскрученной или суперспирализованной ДНК). Один полный виток «суперзакрутки приходится на 20 – 25 витков двойной спирали, то есть в одном витке суперспирали 200 – 250 пар АО. Суперскрученная ДНК имеет существенное значение для многих процессов. Кроме того, суперспирализация объясняет, каким образом массивная молекула ДНК способна упаковаться в маленьком объеме бактериальной клетки или ядре. В то же время, существует и достаточно основательные предположения, что нативная ДНК может иметь до 10 других различных форм (может быть левозакрученной, на один виток может приходится разное количество АО и т.д.). Для ДНК характерно явление денатурации: при различных химических или физических воздействиях двухцепочечная ДНК может быть раскручена. Денатурирующие агенты те же, что и факторы вызывающие денатурацию белков, то есть ионизирующее излучение, ультразвук, соли тяжелых металлов, концентрированные кислоты и щелочи и т.д. При этом двойная спираль раскручивается и цепи расходятся. Денатурация может быть обратимой (если убрать денатурирующий агент, то структура ДНК восстанавливается). При этом возникает явление ренатурации, то есть разошедшиеся цепи денатурированной ДНК снова объединяются в двойные спирали не отличающиеся от исходных. Но при этом возможна гибридизация ДНК. То есть можно получить такие молекулы ДНК, которые образованы двумя цепями, первоначально принадлежавшие молекулами ДНК разных видов, при условии, что эти ДНК близки друг к другу и их комплиментарные цепи обладают достаточной аналогией для того чтобы обеспечить их попарное соединение. Возможно и ДНК – РНК - гибридизация так же при условии достаточной комплиментарности.