Процесинг - це процесинг РНК (посттранскрипційна модифікації рнк)

Саме дана стадія відрізняє реалізацію наявної генетичної інформації у таких клітин, як еукаріоти і прокаріоти.

Інтерпретація даного поняття

У перекладі з англійської цей термін означає «обробка, переробка». Процесинг - це процес утворення зрілих молекул рибонуклеїнової кислоти з пре-РНК. Інакше кажучи, це сукупність реакцій, які призводять до трансформації первинних продуктів транскрипції (пре-РНК різних типів) у вже функціонуючі молекули.

Що стосується процесингу р- і тРНК, він найчастіше зводиться до відсікання з кінців молекул зайвих фрагментів. Якщо говорити про іРНК, то тут можна відзначити, що у еукаріот даний процес протікає багатоступінчасто.

Отже, після того, як ми вже дізналися, що процесинг - це перетворення первинного транскрипту в зрілу молекулу РНК, варто перейти до розгляду його особливостей.

Основні особливості даного поняття

Сюди можна віднести наступні:

• модифікацію як решт молекули, так і РНК, по ходу якої до них приєднуються специфічні послідовності нуклеотидів, що показують місце початку (кінця) трансляції;
• сплайсинг - відсікання неінформативних послідовностей рибонуклеїнової кислоти, які відповідають Інтрони ДНК.

Що стосується прокаріот, їх іРНК не схильна процесингу. Вона має здатність працювати відразу після закінчення синтезу.

Де протікає розглянутий процес?

У будь-якого організму процесинг РНК протікає в ядрі. Він здійснюється за допомогою особливих ферментів (їх групою) для кожного окремо взятого типу молекул. Також процесингу можуть бути схильні такі продукти трансляції, як поліпептиди, які безпосередньо лічені з іРНК. Даним змінам піддаються так звані молекули-попередники більшості білків - колагену, імуноглобулінів, травних ферментів, деяких гормонів, після чого починається реальне їхнє функціонування в організмі.

Ми вже дізналися, що процесинг - це процес утворення зрілих РНК з пре-РНК. Тепер варто заглибитися в природу самої рибонуклеїнової кислоти.

РНК: хімічна природа

Це рибонуклеїнова кислота, що представляє собою сополімер піримідинових та пуринових рібонуклеітідов, які з`єднані один з одним, точно так само, як і в ДНК, 3 `- 5`-фосфодіефірнимі містками.

Незважаючи на те що ці 2 види молекул схожі, вони відрізняються за кількома ознаками.

Відмінні ознаки РНК і ДНК

По-перше, у рибонуклеїнової кислоти присутній вуглецевий залишок, до якого примикають піримідинові і пуринові основи, фосфатні групи, - рибоза, у ДНК ж - 2`-дезоксирибоза.

По-друге, відрізняються і піримідинові компоненти. Подібними складовими виступають нуклеотиди аденіну, цитозину, гуаніну. У РНК замість тиміну присутній урацил.

По-третє, РНК має 1-цепочечную структуру, а ДНК - 2-цепочечная молекула. Але в ланцюзі рибонуклеїнової кислоти присутні ділянки з протилежного полярністю (комплементарної послідовністю), завдяки яким її одинична ланцюг здатна згортатися і утворювати «шпильки» - структури, наділені 2-спіральними характеристиками (як показано на малюнку вище).

По-четверте, з огляду на те, що РНК - одиночна ланцюг, який комплементарна лише перший з ланцюгів ДНК, гуанін не обов`язково повинен бути присутнім в ній в такому ж змісті, як і цитозин, а аденін - як урацил.

По-п`яте, РНК можна гідролізувати лугом до 2 `, 3`-циклічних діефіров мононуклеотидів. Роль проміжного продукту в гідролізі грає 2 `, 3`, 5-триефірів, нездатний до утворення в ході аналогічного процесу для ДНК зважаючи на відсутність у неї 2`-гідроксильних груп. У порівнянні з ДНК лужна лабільність рибонуклеїнової кислоти виступає корисним властивістю і для діагностичних цілей, і для аналітичних.

Відомості, що містяться в 1-цепочечной РНК, як правило, реалізуються в якості послідовності піримідинових та пуринових підстав, інакше кажучи, у вигляді первинної структури полімерного ланцюга.

Дана послідовність комплементарна генного ланцюжка (кодує), з якою відбувається «зчитування» РНК. Через даної властивості молекула рибонуклеїнової кислоти може специфічно зв`язуватися з кодує ланцюгом, однак не здатна цього робити з некодирующей ДНК-ланцюгом. Послідовність РНК, окрім заміни T на U, аналогічна тій, яка відноситься до некодирующей ланцюга гена.

Типи РНК

Практично всі вони залучені в такий процес, як біосинтез білка. Відомі такі типи РНК:

1. Матричні (мРНК). Це молекули цитоплазматичної рибонуклеїнової кислоти, які виконують функції матриць синтезу білка.
2. Рибосомная (рРНК). Це молекула цитоплазматичної РНК, що виконує роль таких структурних компонентів, як рибосоми (органел, що бере участь у білковому синтезі).
3. Транспортні (тРНК). Це молекули транспортних рибонуклеїнових кислот, які беруть участь у перекладі (трансляції) інформації мРНК в послідовність амінокислот вже в білках.

Істотна частина РНК у вигляді першого транскриптів, які утворюються в еукаріотичних клітинах, у тому числі клітини ссавців, схильна в ядрі процесу деградації, і не грає в цитоплазмі інформаційної або структурної ролі.

У людських клітинах (культивованих) знайдений клас малих ядерних рибонуклеїнових кислот, безпосередньо не беруть участі у білковому синтезі, однак мають вплив на процесинг РНК, а також загальну клітинну «архітектуру». Їх розміри варіюють, вони містять 90 - 300 нуклеотидів.

Рибонуклеїнова кислота - основний генетичний матеріал у ряду вірусів рослин, тварин. Деякі віруси, що містять РНК, ніколи не проходять таку стадію, як зворотна транскрипція РНК в ДНК. Але все ж для багатьох вірусів тварин, наприклад для ретровірусів, характерний зворотний переклад їх РНК-геному, що направляється РНК-залежної зворотної транскриптазою (ДНК-полімеразою) з формуванням 2-спіральної ДНК-копії. У більшості випадків з`являється 2-спіральний ДНК-транскрипт впроваджується в геном, надалі забезпечуючи експресію вірусних генів і напрацювання новітніх копій РНК-геномів (також вірусних).

Посттранскрипційна модифікації рибонуклеїнової кислоти

Її молекули, синтезирующиеся з РНК-полімерази, завжди функціонально неактивні, виступають попередниками, а саме пре-РНК. Вони трансформуються у вже зрілі молекули лише після того, як пройдуть відповідні посттранскрипційна модифікації РНК - етапи її дозрівання.

Формування зрілих мРНК начитається в ході синтезу РНК і полімерази II на етапі елонгації. Вже до 5`-кінця поступовий зростаючої нитки РНК прикріплюється 5`-кінцем ГТФ, потім відщеплюється ортофосфат. Далі гуанін метіліруется з появою 7-метил-ГТФ. Таку особливу групу, що знаходиться у складі мРНК, іменують «кепом» (шапочкою або ковпачком).

Залежно від різновиду РНК (рибосомні, транспортні, матричні, пр.) Попередники піддаються різним послідовним модифікаціям. Приміром, попередники мРНК піддаються сплайсингу, метилированию, кепірованію, поліаденілювання, іноді й редагуванню.

Еукаріоти: загальна характеристика

Клітка еукаріот виступає доменом живих організмів, а в ній міститься ядро. Крім бактерій, архей, будь організми є ядерними. Рослини, гриби, тварини, включаючи групу організмів, іменовану протистами, - всі виступають еукариотическими організмами. Вони бувають як 1-клітинними, так і багатоклітинними, проте у всіх загальний план клітинної будови. Прийнято вважати, що ці настільки несхожі організми мають одне і те ж походження, через що група ядерних сприймається в якості монофілетичного таксону найвищого рангу.

На підставі поширених гіпотез, еукаріоти виникли 1,5 - 2 млрд. Років тому. Важлива роль в їх еволюції відводиться симбиогенеза - симбіозу еукаріотичної клітини, що мала ядро, здатної до фагоцитозу, і бактерій, проковтнутих їй, - попередників пластид і мітохондрій.

Прокаріоти: загальна характеристика

Це 1-клітинні живі організми, які не володіють ядром (оформленим), рештою мембранними органоїдами (внутрішніми). Єдиною великою кільцевої 2-цепочечной молекулою ДНК, містить основну частину генетичного клітинного матеріалу, є та, яка не утворює комплекс з білками-гистонами.

До прокаріотів відносять археї і бактерії, включаючи ціанобактерії. Нащадки без`ядерних клітин - органели еукаріот - пластиди, мітохондрії. Вони поділяються на 2 таксону в рамках рангу домену: Археї і Бактерії.

Дані клітини не мають ядерної оболонки, упаковка ДНК відбувається без залучення гістонів. Тип їх харчування осмотрофное, а генетичний матеріал представлений однією молекулою ДНК, яка замкнута в кільце, і є лише 1 реплікон. У прокаріотів залишаються органели, які мають мембранне будову.

Відмінність еукаріот від прокаріот

Основоположна особливість клітин еукаріот пов`язана з перебуванням у них генетичного апарату, який розташований в ядрі, де він захищений оболонкою. Їх ДНК лінійна, пов`язана з білками-гистонами, іншими білками хромосом, які відсутні у бактерій. Як правило, в їх життєвому циклі присутні 2 ядерні фази. Одна має гаплоїдний набір хромосом, а згодом зливаючись, 2 гаплоїдні клітини формують диплоїдну, яка містить вже другий набір хромосом. Буває й так, що при подальшому діленні клітина знову стає гаплоидной. Такого роду життєвий цикл, а також диплоїдний в цілому, не характерні для прокаріотів.

Найцікавішим відмінністю є наявність особливих органел в еукаріот, які мають власний генетичний апарат і розмножуються поділом. Ці структури оточені мембраною. Даними органеллами виступають пластиди і мітохондрії. За життєдіяльності та будовою вони дивно схожі з бактеріями. Дана обставина наштовхнула вчених на думку відносно того, що вони - нащадки бактеріальних організмів, які вступили в симбіоз з еукаріотами.

У прокаріотів є мала кількість органел, жодна з яких не оточена другий мембраною. У них відсутня ендоплазматичнийретикулум, апарат Гольджі, лізосоми.

Ще 1 важлива відмінність еукаріот від прокаріот - присутність явища ендоцитозу в еукаріот, включаючи фагоцитоз у більшості груп. Останнім називається здатність захоплювати допомогою укладення в мембранний міхур, а потім перетравлювати різні тверді частинки. Даний процес забезпечує найважливішу захисну функцію в організмі. Виникнення фагоцитозу, імовірно, пов`язано з тим, що їх клітини мають середні розміри. Прокаріотичні ж організми незрівнянно менше, через що в ході еволюції еукаріот виникла потреба, пов`язана з постачанням клітини значною кількістю їжі. У результаті серед них виникли перші рухливі хижаки.

Процесинг як один з етапів біосинтезу білка

Це другий етап, який починається після транскрипції. Процесинг білків протікає лише в еукаріот. Це дозрівання іРНК. Якщо бути точним, це видалення ділянок, які не кодують білок, і приєднання керуючих.

Висновок

У даній статті описано, що являє собою процесинг (біологія). Також розказано, що таке РНК, перераховані її типи і посттранскрипційна модифікації. Розглянуто відмітні особливості еукаріотів та прокаріотів.

Наостанок варто нагадати, що процесинг - це процес утворення зрілих РНК з пре-РНК.