Зареждане

Молекулярна структура на РНК

Видео транскрипция

Вече обърнахме много внимание на молекулярната структура на ДНК. Всъщност пред нас имa две ДНК вериги, образуващи двойна спирала, можем да видим отличителните белези на ДНК. По-специално - пет-въглеродна захар в гръбнака на молекулата. Нека номерираме въглеродните атоми. Това е 1', 2', 3', 4', 5'. Можем да видим, че при въглероден атом 2' няма кислород. Няма хидроксилна група, свързана с него, затова знаем, че това не е рибоза. Това е дезоксирибоза. Това тук е дезоксирибоза. Тук също имаме дезоксирибоза, което ни казва, че имаме две вериги ДНК дезоксирибонуклеинова киселина. Ще го запиша. Тази част от веригата е, получена чрез свързване на дезоксирибоза с фосфатни групи и азотна база. Дезоксирибоза. Какво трябва да направим, ако искаме вместо двете вериги от двойната спирала на ДНК -- как трябва да редактираме лявата верига, ако искаме да я представим като верига на информационна РНК, генерирана по време на транскрипция от единичната ДНК верига отдясно? За да я превърнем в РНК, или за да изглежда като РНК, при въглероден атом 2' трябва да превърнем дезоксирибозата в рибоза. Затова ще добавим хидроксилна група ето тук. Мога да добавя хидроксилна група тук, всъщност ще оцветя водородните атоми в бяло. Ще добавим една хидроксилна група тук, ще го направя за всички захари в гръбнака на лявата верига, ако искам това да е единична верига РНК. РНК често е едноверижна. Кислород, а след това и водород. Добавянето на хидроксилна група вместо водород, ни казва, че тази захар вече не е дезоксирибоза. Това е рибоза. Вече имаме рибоза в гръбнака, което е отличителен знак, че имаме гръбнака на РНК, рибонуклеинова киселина, вместо този на ДНК, дезоксирибонуклеинова киселина. Може да си мислиш, че сме готови, но не напълно, защото азотните бази на РНК са малко по-различни от тези на ДНК. При ДНК азотните бази са аденин, гуанин -- Аденин и гуанин са азотни бази с два пръстена. Ето тук, това е аденин. Това е гуанин. В ДНК също има и цитозин. Ще направя всяка база в различен цвят. Цитозин и тимин. Това тук е цитозин, а това е тимин. Цитозин и тимин са азотни бази с по един пръстен. Наричаме ги пиримидинови бази. Аденин и гуанин се наричат пуринови бази. Това беше малък преговор. В РНК също имаме аденин, както и гуанин. Имаме цитозин, но вместо тимин, имаме негов много близък роднина - урацил. На рисунката тази азотна база -- Не забравяй, когато започнахме видеото, това беше двойноверижна ДНК, тази азотна база тук е тимин, тя образува водородни връзки с аденина тук. Ако искам да го превърна в урацил, просто трябва да махнем тази метилова група, така че ще го направя и ще я заменя с водород. Подразбира се, че тук има водород. Сега имаме урацил. Виждаме, че урацил и тимин са много близки молекули или много сходни азотни бази, затова могат да изпълняват сходни функции. Урацил се свързва с аденин също като тимин. Всичко останало, разбира се, остава същото. Интересен въпрос е - защо урацил? Защо не тимин? Или защо тимин? Защо не урацил? Въз основа на това, което съм чел, се оказва, че урацилът създава повече предпоставки за грешки. Той може да се свързва с различни неща. Малко по-нестабилен е от тимина. Т.е. урацилът прави РНК молекулата или машината за обмен на информация, по-малко стабилна. Това е по-нестабилен начин за трансфер на информация. В еволюционната история се смята, че РНК предхожда ДНК. В ранните еволюционни етапи е имало много промени, тогава урацилът е бил подходящ, имало е много грешки при преноса на информация и т.н. Но след това е станало необходимо информация да бъде малко по-устойчива, и да има по-малко предпоставки за грешки при преноса ѝ. Тогава тиминът помогнал за стабилизиране на нещата. Има и такъв въпрос, "Защо урацилът се е запазил?" РНК молекулите имат много различни роли в клетката. Информационната РНК взима информация от ДНК и я транскрибира, за да бъде транслирана с помощта на рибозомите. Но иРНК не трябва да остава завинаги прикрепена към рибозомите. Искаме да бъде малко нестабилна. Така че това е интересен въпрос за размисъл. Защо имаме урацил вместо тимин или защо имаме тимин вместо урацил? Урацилът е един от най-ясните знаци, че имаме молекула РНК. Така че това, което имаме отляво, всичко това, нека го направим в различен цвят, всичко това, тази верига тук, както е нарисувана, може да се разглежда като РНК. Ако приемем, че това се е случило по време на транскрипция, когато едната верига на ДНК иска да копира информация си, тогава това тук ще бъде иРНК, информационна РНК. Да помислим какво става тук? Да разгледаме ориентацията на информационната РНК, имаме фосфатна група, след това 5 'въглерод, 4', 3' и фосфатна група, после 5', 4', 3 ' и фосфатна група, Веригата е ориентирана от 5' (горе) към 3' (долу), а тези ДНК молекули са ориентирани в обратната посока. Това е въглероден атом 5'. Това е въглероден атом 3', така че имаме фосфат, 3 ', 5', фосфат, имаме 3' горе и 5' долу. С помощта на означенията на азотните бази, виждаме, че имаме иРНК, това е нейният 5 'край, а това е 3' краят, горната азотна база тук е урацил. А втората е цитозин. Това е цитозин. Това е цитозин тук и това се транскрибира от ДНК молекулата отдясно, така че това е ДНК и тази ДНК има антипаралелна ориентация. Тя е паралелна, но обърната наопаки. Захарите сочат в противоположна посока, така че това е 3' краят. Това е 5' краят. Виждаме, че урацилът е свързан с аденин чрез водородна връзка. Това е аденин. Ще нарисувам пунктирани линии, за да означа водородните връзки. Цитозинът е свързан чрез водородни връзки с гуанин. Това тук е гуанин. Ще направя водородните връзки в бяло. Има няколко водородни връзки тук, но за да бъде ясно, това е иРНК, а отдясно имаме ДНК. Това може да се случи по време на транскрипция. Какви видове РНК има? Говорили сме за това и в други клипове. Имаме информационна РНК, която има важна роля при копиране на информация от ДНК, за да бъде транслирана с помощта на тРНК в рибозомите. Току-що споменах друг вид РНК, транспортна РНК - тРНК. В общото видео за транскрипция и транслация, говорим за функциите на тРНК, тя свързва аминокиселини, в единия си край и има антикодони в другия край. Антикодоните се свързват с кодони на иРНК, по този начин могат да се изградят протеини. Това тук е визуализация на молекулата на тРНК. Често, когато мислим за ДНК, си казваме, добре, иРНК или РНК е посредник благодарение, на който информацията от ДНК се превежда във вид на протеини. Но понякога искаме самата РНК. Самата РНК играе роля в клетката отвъд просто предаване на информация и един пример е тРНК. Можеш да видиш, че има интересна конфигурация, в която аминокиселината се свързва приблизително в тази област, а антикодоните са в долния десен ъгъл. Различните тРНК молекули ще се свържат с различни аминокиселини и ще имат различни антикодони. Това е друга функция на РНК. Има и рибозомна РНК, тя играе структурна роля в рибозомите, където се осъществява транслация. Съществува и микроРНК, това са къси вериги РНК, който могат да се използват за регулиране на превода на други РНК молекули. ДНК получава много внимание, но РНК е много, много, много важна, много хора вярват, че РНК се е появила първа и има вероятност първият живот или псевдо-животът някога да се е състоял от, самовъзпроизвеждащи се молекули РНК. Възможно е и ДНК да е еволюирала от РНК, но РНК се е запазила, тъй като все още е много полезна.