A interação e estrutura de IRNA, tRNA, RRNA - os três principais ácidos nucleicos, é considerada por uma ciência como a citologia. Ajudará a descobrir qual é o papel do transporte de ácido ribonucleico (tRNA) nas células. Essa molécula muito pequena, mas ao mesmo tempo inegavelmente importante, participa do processo de combinação das proteínas que compõem o corpo.
Qual é a estrutura do tRNA? É muito interessante considerar esta substância "de dentro", para descobrir sua bioquímica e papel biológico. E também, como a estrutura do tRNA e seu papel na síntese de proteínas estão inter-relacionados?
O que é tRNA, como funciona?
O transporte de ácido ribonucleico está envolvido na construção de novas proteínas. Quase 10% de todos os ácidos ribonucleicos são de transporte. Para deixar claro de quais elementos químicos uma molécula é formada, descreveremos a estrutura da estrutura secundária do tRNA. A estrutura secundária considera todas as principais ligações químicas entre os elementos.
Esta é uma macromolécula que consiste em uma cadeia polinucleotídica. As bases nitrogenadas nele são conectadas por ligações de hidrogênio. Assim como no DNA, o RNA possui 4 bases nitrogenadas: adenina,citosina, guanina e uracila. Nesses compostos, a adenina está sempre associada à uracila e a guanina, como sempre, à citosina.
Por que um nucleotídeo tem o prefixo ribo-? Simplesmente, todos os polímeros lineares que possuem uma ribose em vez de uma pentose na base do nucleotídeo são chamados de ribonucléicos. E o RNA de transferência é um dos 3 tipos desse polímero ribonucleico.
Estrutura do tRNA: bioquímica
Vamos olhar para as camadas mais profundas da estrutura molecular. Esses nucleotídeos têm 3 componentes:
- Sacarose, a ribose está envolvida em todos os tipos de RNA.
- Ácido fosfórico.
- Bases nitrogenadas. Estas são purinas e pirimidinas.
Bases nitrogenadas são interconectadas por fortes ligações. É costume dividir as bases em purinas e pirimidinas.
Purinas são adenina e guanina. A adenina corresponde a um nucleotídeo adenil de 2 anéis interligados. E a guanina corresponde ao mesmo nucleotídeo de guanina de "anel único".
Piramidinas são citosina e uracila. As pirimidinas têm uma estrutura de anel único. Não há timina no RNA, pois ela é substituída por um elemento como o uracil. Isso é importante entender antes de olhar para outras características estruturais do tRNA.
Tipos de RNA
Como você pode ver, a estrutura do TRNA não pode ser brevemente descrita. Você precisa se aprofundar na bioquímica para entender o propósito da molécula e sua verdadeira estrutura. Que outros nucleotídeos ribossomais são conhecidos? Existem também ácidos nucleicos matriciais ou informativos e ribossômicos. Abreviado como RNA e RNA. Todos os 3moléculas trabalham em estreita colaboração umas com as outras na célula para que o corpo receba glóbulos de proteína corretamente estruturados.
É impossível imaginar o trabalho de um polímero sem a ajuda de 2 outros. As características estruturais dos tRNAs tornam-se mais compreensíveis quando vistas em conjunto com funções que estão diretamente relacionadas ao trabalho dos ribossomos.
A estrutura do IRNA, tRNA, RRNA é semelhante em muitos aspectos. Todos têm uma base de ribose. No entanto, sua estrutura e funções são diferentes.
Descoberta de ácidos nucleicos
O suíço Johann Miescher encontrou macromoléculas no núcleo da célula em 1868, mais tarde chamadas de nucleínas. O nome "nucleins" vem da palavra (núcleo) - o núcleo. Embora um pouco mais tarde tenha sido descoberto que em criaturas unicelulares que não possuem núcleo, essas substâncias também estão presentes. Em meados do século 20, o Prêmio Nobel foi recebido pela descoberta da síntese de ácidos nucléicos.
Funções do TRNA na síntese de proteínas
O próprio nome - RNA de transferência fala da principal função da molécula. Este ácido nucléico "traz" consigo o aminoácido essencial requerido pelo RNA ribossômico para produzir uma determinada proteína.
A molécula de tRNA tem poucas funções. A primeira é o reconhecimento do códon IRNA, a segunda função é a entrega de blocos de construção - aminoácidos para a síntese de proteínas. Mais alguns especialistas distinguem a função aceptora. Ou seja, a adição de aminoácidos de acordo com o princípio covalente. Uma enzima como a aminocil-tRNA sintase ajuda a “anexar” esse aminoácido.
Como a estrutura do tRNA está relacionada à suafunções? Este ácido ribonucleico especial é organizado de tal forma que em um lado dele existem bases nitrogenadas, que estão sempre conectadas em pares. Estes são os elementos que conhecemos - A, U, C, G. Exatamente 3 "letras" ou bases nitrogenadas compõem o anticódon - o conjunto inverso de elementos que interagem com o códon de acordo com o princípio da complementaridade.
Esta importante característica estrutural do tRNA garante que não haverá erros ao decodificar o ácido nucleico modelo. Afinal, depende da sequência exata de aminoácidos se a proteína que o corpo precisa no momento é sintetizada corretamente.
Recursos de construção
Quais são as características estruturais do tRNA e seu papel biológico? Esta é uma estrutura muito antiga. Seu tamanho é algo em torno de 73 - 93 nucleotídeos. O peso molecular de uma substância é 25.000–30.000.
A estrutura da estrutura secundária do tRNA pode ser desmontada estudando os 5 principais elementos da molécula. Assim, este ácido nucleico consiste nos seguintes elementos:
- loop de contato da enzima;
- loop para contato com o ribossomo;
- loop anticódon;
- tronco aceitador;
- o próprio anticódon.
E também alocar um pequeno loop de variável na estrutura secundária. Um ombro em todos os tipos de tRNA é o mesmo - uma haste de dois resíduos de citosina e um de adenosina. É neste local que ocorre a ligação com 1 dos 20 aminoácidos disponíveis. Cada aminoácido tem uma enzima separada - seu próprio aminoacil-tRNA.
Todas as informações que criptografam a estrutura de todosácidos nucleicos são encontrados no próprio DNA. A estrutura do tRNA em todas as criaturas vivas do planeta é quase idêntica. Parecerá uma folha quando visto em 2-D.
No entanto, se você olhar em volume, a molécula se assemelha a uma estrutura geométrica em forma de L. Esta é considerada a estrutura terciária do tRNA. Mas, para a conveniência de estudar, é costume “destorcer” visualmente. A estrutura terciária é formada como resultado da interação de elementos da estrutura secundária, aquelas partes que são mutuamente complementares.
Os braços ou anéis de tRNA desempenham um papel importante. Um braço, por exemplo, é necessário para a ligação química com uma enzima específica.
Uma característica de um nucleotídeo é a presença de um grande número de nucleosídeos. Existem mais de 60 tipos desses nucleosídeos menores.
Estrutura de tRNA e codificação de aminoácidos
Sabemos que o anticódon do tRNA tem 3 moléculas de comprimento. Cada anticódon corresponde a um aminoácido "pessoal" específico. Este aminoácido é conectado à molécula de tRNA usando uma enzima especial. Assim que os 2 aminoácidos se juntam, as ligações ao tRNA são quebradas. Todos os compostos químicos e enzimas são necessários até o tempo necessário. É assim que a estrutura e as funções do tRNA estão interconectadas.
Existem 61 tipos de tais moléculas na célula. Pode haver 64 variações matemáticas, mas f altam 3 tipos de tRNA devido ao fato de que exatamente esse número de códons de parada no IRNA não possui anticódons.
Interação de IRNA e TRNA
Vamos considerar a interação de uma substância com MRNA e RRNA, bem como características estruturais do TRNA. Estrutura e propósitomacromoléculas estão interconectadas.
A estrutura do IRNA copia informações de uma seção separada do DNA. O próprio DNA é uma conexão muito grande de moléculas e nunca deixa o núcleo. Portanto, é necessário um RNA intermediário - informativo.
Com base na sequência de moléculas copiadas pelo RNA, o ribossomo constrói uma proteína. O ribossomo é uma estrutura polinucleotídica separada, cuja estrutura precisa ser explicada.
Interação de tRNA ribossomal
RNA ribossômico é uma organela enorme. Seu peso molecular é de 1.000.000 a 1.500.000. Quase 80% da quantidade total de RNA são nucleotídeos ribossômicos.
Ele meio que captura a cadeia de IRNA e espera por anticódons que trarão moléculas de tRNA com eles. O RNA ribossômico consiste em 2 subunidades: pequena e grande.
O ribossomo é chamado de “fábrica”, pois nesta organela ocorre toda a síntese de substâncias necessárias para a vida cotidiana. É também uma estrutura celular muito antiga.
Como ocorre a síntese de proteínas no ribossomo?
A estrutura do tRNA e seu papel na síntese de proteínas estão inter-relacionados. O anticódon localizado em um dos lados do ácido ribonucleico é adequado em sua forma para a função principal - a entrega de aminoácidos ao ribossomo, onde ocorre o alinhamento gradual da proteína. Essencialmente, o TRNA atua como um intermediário. Sua tarefa é apenas trazer o aminoácido necessário.
Quando a informação é lida de uma parte do IRNA, o ribossomo se move mais ao longo da cadeia. A matriz só é necessária para transmissãoinformações codificadas sobre a configuração e função de uma única proteína. Em seguida, outro tRNA se aproxima do ribossomo com suas bases nitrogenadas. Ele também decodifica a próxima parte do RNC.
A decodificação ocorre da seguinte forma. As bases nitrogenadas combinam-se de acordo com o princípio da complementaridade da mesma forma que no próprio DNA. Assim, o TRNA vê onde precisa "atracar" e para qual "hangar" enviar o aminoácido.
Em seguida, no ribossomo, os aminoácidos selecionados desta forma são quimicamente ligados, passo a passo uma nova macromolécula linear é formada, que, após o término da síntese, se torce em um glóbulo (bola). Os tRNAs e IRNAs usados, tendo cumprido sua função, são removidos da "fábrica" de proteínas.
Quando a primeira parte do códon se conecta ao anticódon, o quadro de leitura é determinado. Subsequentemente, se por algum motivo ocorrer uma mudança de quadro, algum sinal da proteína será rejeitado. O ribossomo não pode intervir neste processo e resolver o problema. Somente após a conclusão do processo, as 2 subunidades de rRNA são combinadas novamente. Em média, para cada 104 aminoácidos, há 1 erro. Para cada 25 proteínas já montadas, pelo menos 1 erro de replicação certamente ocorrerá.
TRNA como moléculas relíquias
Como o tRNA pode ter existido na época da origem da vida na Terra, ele é chamado de molécula relíquia. Acredita-se que o RNA seja a primeira estrutura que existiu antes do DNA e depois evoluiu. A Hipótese Mundial do RNA - formulada em 1986 pelo laureado W alter Gilbert. No entanto, para provarainda é difícil. A teoria é defendida por fatos óbvios - as moléculas de tRNA são capazes de armazenar blocos de informação e de alguma forma implementar essa informação, ou seja, fazer trabalho.
Mas os oponentes da teoria argumentam que um curto período de vida de uma substância não pode garantir que o tRNA seja um bom portador de qualquer informação biológica. Esses nucleotídeos são rapidamente degradados. O tempo de vida do tRNA em células humanas varia de vários minutos a várias horas. Algumas espécies podem durar até um dia. E se falamos sobre os mesmos nucleotídeos em bactérias, os termos são muito mais curtos - até várias horas. Além disso, a estrutura e as funções do tRNA são muito complexas para que uma molécula se torne o elemento primário da biosfera da Terra.
