If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Ако си зад уеб филтър, моля, увери се, че домейните *. kastatic.org и *. kasandbox.org са разрешени.

Основно съдържание

тРНК и рибозоми

Структура и роля на транспортната РНК и рибозомите. Кодони, антикодони и преместване. Аминоацил-тРНК синтетаза.

Въведение

Транслацията изисква специализирана "екипировка". Точно както няма да отидеш да играеш тенис без ракета и топка, клетката не може да транслитерира иРНК в протеин без два молекулярни "инструмента": рибозоми и тРНК-и.
  • Рибозомите предоставят структура, в която транслацията може да протече. Те също катализират реакцията, която свързва аминокиселините, за да произведе нов протеин.
  • тРНК-и (транспортни РНК-и) носят аминокиселини към рибозомата. Те действат като "мостове", свързвайки кодон в иРНК с аминокиселината, която той кодира.
Тук ще разгледаме по-отблизо рибозомите и тРНК-и. Ако още не ти е позната РНК (което означава рибонуклеинова киселина), силно препоръчвам да видиш раздела за нуклеинови киселини първо, за да можеш да научиш най-много от тази статия!

Рибозоми: Където се случва транслацията

Транслацията се провежда в структури, наречени рибозоми, които са изградени от РНК и протеин. Рибозомите организират транслацията и катализират реакцията, която свързва аминокиселините, за да изгради протеинова верига.
Изображение на: "Translation: Figure 1," by OpenStax College, Concepts of Biology, CC BY 4.0.

Структура на рибозомата

Една рибозома е изградена от две основни частици: малка и голяма субединица. По време на транслация двете субединици се свързват в едно около иРНК молекула, образувайки пълна рибозома. Рибозомата се премества напред върху иРНК, кодон по кодон, докато бива разчитана и транслитерирана в полипептид (протеинова верига). После, след като транслацията бъде завършена, двете части се раздалечават отново и могат да бъдат използвани отново.
Като цяло, рибозомата е около една-трета протеин и две-трети рибозомна РНК (рРНК). рРНК-и изглежда са отговорни за повечето от структурата и функцията на рибозомата, докато протеините помагат на рРНК-и са променят формата си, докато катализират химичните реакции1.
По-долу можеш да видиш триизмерен модел на рибозомата. Протеините са оцветени в синьо, докато веригите рРНК са оцветени в жълтеникаво и оранжево. Зелената точка отбелязва активния център, който катализира реакцията, която свързва аминокиселините, за да изгради протеин. Изненада ме да видя, че рибозомата е набръчкана, един вид като повърхността на мозъка!
Изображение, модифицирано от "Ribosome," by Redondoself (CC BY 2.0).

Рибозомата има места за тРНК-и

Както видяхме за кратко във въведението, молекули, наречени транспортни РНК-и (тРНК-и), носят аминокиселини до рибозомата. Ще научим много повече за тРНК-и и как работят те в следващия раздел.
Засега нека просто да помним, че рибозомата има три места за тРНК-и: А място, Р място и Е място. тРНК-и преминават през тези места (от А към Р към Е), докато доставят аминокиселините по време на транслация.
Изображение, модифицирано от "Translation: Figure 3," by OpenStax College, Biology (CC BY 4.0).
За да научиш повече за уникалната "работа" на всяко място, виж тази статия за етапите на транслацията.

Какво точно е тРНК?

Транспортната РНК (тРНК) е специален вид РНК молекула. Нейната работа е да свърже иРНК кодон с аминокиселината, която той кодира. Можеш да мислиш за това като за молекулярен "мост" между двете.
Всяка тРНК съдържа група от три нуклеотида, наречена антикодон. Антикодонът на дадена тРНК може да се прикрепи към един или няколко специфични иРНК кодони. тРНК молекулата също носи аминокиселина: по-точно, тази, кодирана от кодоните, към които тРНК се прикрепя.
Изображение, модифицирано от "Translation: Figure 3," by OpenStax College, Biology (CC BY 4.0).
Има много различни видове тРНК-и, носещи се из една клетка, всяка със собствения си антикодон и съвпадаща аминокиселина. Всъщност, обикновено има 40 до 60 различни вида, в зависимост от вида организъм3. тРНК-и се прикрепят към кодони в рибозомата, където доставят аминокиселини за добавяне към протеиновата верига.

Някои тРНК-и се прикрепят към множество кодони

Някои тРНК-и могат да образуват двойки бази с повече от един кодон. Отначало това изглежда доста странно: базата А не се ли свързва с У, а Г с Ц?
Ами... не винаги. (Биологията е пълна с изненади, нали?) Атипично свързване на бази – между нуклеотиди различни от А-У и Г-Ц – могат да се образуват на третата позиция на кодона, феномен, познат като колебаене.
Колебаещото се свързване не следва нормалните правила, а има собствени правила. Например, Г в антикодона може да се свърже с Ц или У (но не с А или Г) в третата позиция на кодона, както е показано по-долу4. Такива правила осигуряват, че кодоните биват разчетени правилно, въпреки колебанието.
Изображение, модифицирано от "Translation: Figure 3," by OpenStax College, Biology (CC BY 4.0).
Може да се чудиш: защо една клетка би "искала" усложняващ фактор като колебаенето? Отговорът може да е, че колебаещото свързване позволява по-малко тРНК-и да покрият всички кодони от генетичния код, докато все пак се уверяват, че кодът бива разчетен правилно.

Триизмерната структура на тРНК

Обичам да чертая тРНК-и като малки правоъгълници, за да изясня какво става (и да имам доста място да поставя буквите на антикодона там). Но реална тРНК има много по-интересна форма, такава, която ѝ помага да си свърши работата.
тРНК, като тази, моделирана по-долу, е изградена от единична верига РНК (точно както иРНК). Но веригата приема сложна триизмерна структура, понеже двойки бази се образуват между нуклеотиди в различни части на молекулата. Това създава двуверижни области и контури, сгъвайки тРНК във форма на L.
_Изображение, модифицирано от "TRNA-Phe yeast," by Yikrazuul (CC BY-SA 3.0). Модифицираното изображение е лицензирано с лиценз CC BY-SA 3.0._
Единият край на L формата има антикодона, докато другият има място за прикачане за аминокиселината. Различни тРНК-и имат леко по-различни структури и това е важно за осигуряване, че те биват "натоварени" с правилната аминокиселина.

Натоварване на тРНК с аминокиселина

Как точната аминокиселина бива свързана с точната тРНК (уверявайки се, че кодоните биват разчетени правилно)? Ензими, наречени аминоацил-тРНК синтетази имат тази много важна работа.
Има различен синтетазен ензим за всяка аминокиселина, такъв, който разпознава само тази аминокиселина и нейните тРНК-и (и никои други). След като и аминокиселината, и нейната тРНК са се прикрепили към ензима, ензимът ги свързва заедно в реакция, задвижвана от "енергийната валута" – молекулата аденозин трифосфат (АТФ).
_Изображение, модифицирано от "Charge tRNA," by Boumphreyfr (CC BY-SA 3.0). Модифицираното изображение е лицензирано с лиценз CC BY-SA 3.0._
Отвреме на време аминоацил-тРНК синтетазата прави грешка: прикрепя грешната аминокиселина (такава, която "изглежда подобна" на правилната цел). Например, треонин синтетазата понякога случайно взима серин и го прикрепя към тРНК за треонин. За щастие, треонин синтетазата има място за проверка, което изкарва аминокиселината от тРНК, ако тя е неправилна5.

Да сглобим общата картина

След като бъдат натоварени с правилната аминокиселина, как тРНК-и взаимодействат с иРНК-и и рибозоми, за да изградят чисто нов протеин? Научи повече за как работи този етап в следващата статия за етапите на транслацията.

Искаш ли да се присъединиш към разговора?

Все още няма публикации.
Разбираш ли английски? Натисни тук, за да видиш още дискусии в английския сайт на Кан Академия.