Рибонуклеиновые кислоты

Рибонуклеиновые кислоты
Выполнила: Ученица 10 «Б» класса
Никифорова Ксения
г.Когалым,
2009
Содержание
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Образование молекулы РНК
История изучения
Структура РНК
Сравнение РНК с ДНК
Синтез РНК
Функции РНК в ходе биосинтеза белка
Основные виды РНК
Список используемой литературы
Цели и задачи:
Сформировать у учеников понимание того, что рибонуклеиновые
кислоты выполняют в клетки важнейшие биологические функции.
Гипотеза:
РНК играют ключевую роль в декодировании генетической информации
и биосинтезе белка.
Методы исследования:
Работа с научно-популярной литературой, информация из интернета
Рибонуклеи́новые кисло́ты
(РНК) — нуклеиновые кислоты,
полимеры нуклеотидов, в состав
которых входят остаток
ортофосфорной кислоты, рибоза (в
отличие от ДНК, содержащей
дезоксирибозу) и азотистые
основания — аденин, цитозин,
гуанин и урацил (в отличие от
ДНК, содержащей вместо урацила
тимин). Эти молекулы содержатся
в клетках всех живых организмов,
а также в некоторых вирусах.
Пре-мРНК со стеблем-петлёй. Атомы
азота в основаниях выделены голубым,
кислорода в фосфатном остове
молекулы — красным
Азотистые основания
Пуриновые основания
Аденин
Гуанин
Пиримидиновые основания
Цитозин
Урацил
Образование молекулы РНК
Клеточные РНК образуются
в ходе процесса, называемого
транскрипцией, то есть синтеза
РНК на матрице ДНК,
осуществляемого специальными
ферментами — РНКполимеразами. Затем матричные
РНК (мРНК), принимают участие в
процессе, называемом
трансляцией. Трансляция — это
синтез белка на матрице мРНК при
участии рибосом. Другие РНК
после транскрипции подвергаются
химическим модификациям, и
после образования вторичной и
третичной структур выполняют
функции, зависящие от типа РНК.
Транскрипция РНК
История изучения
Нуклеиновые кислоты были
открыты в 1868 году
швейцарским учёным Иоганном
Фридрихом Мишером, который
назвал эти вещества «нуклеин»,
поскольку они были обнаружены
в ядре.
Мишер Фридрих (1844—
1895) — швейцарский физиолог,
гистолог и биолог, учился в
Базеле, Геттингене, Тюбингене и
Лейпциге.
История изучения
Позже было обнаружено, что бактериальные клетки, в которых нет
ядра, тоже содержат нуклеиновые кислоты. Значение РНК в синтезе
белков было предположено в 1939 году в работе Торбьёрна Оскара
Касперссона, Жана Брачета и Джека Шульца.
Джерард Маирбакс выделил первую матричную РНК, кодирующую
гемоглобин кролика и показал, что при её введении в ооциты образуется
тот же самый белок.
В Советском Союзе в 1956-57 годах проводились
работы (А. Белозёрский, А. Спирин, Э. Волкин, Ф.
Астрахан) по определению состава РНК клеток,
которые привели к выводу, что основную массу РНК в
клетке составляет рибосомальная РНК.
Спирин, Александр Сергеевич
История изучения
Северо Очоа получил
Нобелевскую премию по медицине в
1959 году за открытие механизма
синтеза РНК.
Очоа обнаружил у бактерий
фермент, названный им
полинуклеотидфосфорилазой,
ответственный за синтез
рибонуклеиновой кислоты (РНК). В
1955 с помощью этого фермента
осуществил синтез РНК, аналогичной
по своим свойствам природной, и
использовал её в качестве матрицы для
синтеза белка.
Северо Очоа (1905 - 1993) —
американский биохимик, член
Национальной АН США (1957).
История изучения
В 1967 Карл Вёзе предположил, что РНК обладают
каталитическими свойствами Он выдвинул так называемую Гипотезу
РНК-мира, в котором РНК прото-организмов служила и в качестве
молекулы хранения информации (сейчас эта роль выполняется ДНК) и
молекулы, которая катализировала метаболические реакции (сейчас
это делают ферменты).
В начале 1990-х было обнаружено, что введение чужеродных
генов в геном растений приводит к подавлению выражения
аналогичных генов растения. Приблизительно в это же время было
показано, что РНК длиной около 22 оснований, которые сейчас
называются микро-РНК.
Структура РНК
Азотистые основания в составе РНК могут образовывать
водородные связи между цитозином и гуанином, аденином и урацилом,
а также между гуанином и урацилом. Однако возможны и другие
взаимодействия, например, несколько аденинов могут образовывать
петлю, или петля, состоящая из четырёх нуклеотидов, в которой есть
пара оснований аденин — гуанин.
«Рабочая» форма одноцепочечной молекулы РНК, как и у белков,
часто обладает третичной структурой. Основа этой структуры
образуется на основе элементов вторичной структуры, образуемой с
помощью водородных связей внутри одной молекулы. Различают
несколько типов элементов вторичной структуры — стебель-петли,
петли и псевдоузлы.
Многие типы РНК, например, рРНК и мяРНК в клетке
функционируют в виде комплексов с белками, которые ассоцииируют с
молекулами РНК после их синтеза или (у эукариот) экспорта из ядра в
цитоплазму. Такие РНК-белковые комплексы называются
рибонуклеопротеиновыми комплексами или рибонуклеопротеидами.
Разные формы нуклеиновых кислот
Форма РНК
Форма ДНК
Редкая форма ДНК
Сравнение РНК с ДНК
Между ДНК и РНК есть три основных
отличия:
1.
ДНК содержит сахар дезоксирибозу,
РНК — рибозу, которая содержит одну
дополнительную, по сравнению с
дезоксирибозой, гидроксильную группу.
Эта группа увеличивает вероятность
гидролиза молекулы, то есть уменьшает
стабильность молекулы РНК.
Дезоксирибо́за C5H10O4 — углевод,
альдопентоза: моносахарид, содержащий
пять атомов углерода и альдегидную
группу в линейной структуре.
Рибоза С5Н10О5 — моносахарид из
группы пентоз с эмпирической формулой.
Дезоксирибоза
Рибоза
Сравнение РНК с ДНК
2.
Нуклеотид, комплементарный
аденину, в РНК не тимин, как в ДНК, а
урацил — неметилированная форма
тимина.
Тимин — производное пиримидина,
азотистое основание. Присутствует во
всех живых организмах, где вместе с
дезоксирибозой входит в состав
нуклеозида тимидина.
Урацил — пиримидиновое
основание, которое является
компонентом рибонуклеиновых кислот
(РНК) и как правило отсутствует в
дезоксирибонуклеиновых кислотах
(ДНК), входит в состав нуклеотида.
Тимин
Урацил
Сравнение РНК с ДНК
3.
ДНК существует в форме
двойной спирали, состоящей из
двух отдельных молекул.
Молекулы РНК, в среднем,
гораздо короче и преимущественно
одноцепочечные.
Для одноцепочечных РНК
характерны разнообразные
пространственные структуры, в
которых часть нуклеотидов одной и
той же цепи спарены между собой.
ДНК
РНК
Сравнительная структура РНК и ДНК
Синтез РНК
Синтез РНК в живой
клетке проводится ферментом
— РНК-полимеразой.
Матрицей синтеза РНК может
выступать как ДНК, так и
другая молекула РНК. Но
РНК-зависимый синтез РНК,
который раньше считался
характерным только для
вирусов, происходит и в
клеточных организмах, в
процессе так называемой
РНК-интерференции.
Процесс РНК-интерференции
Синтез РНК
После завершения транскрипции
РНК часто подвергается
модификациям, которые зависят от
функции, выполняемой данной
молекулой. У эукариот процесс
«созревания» РНК, то есть её
подготовки к синтезу белка, часто
включает сплайсинг: удаление не
кодирующих белок
последовательностей (интронов) с
помощью рибонуклеопротеида
сплайсосомы. Затем к 5' концу
молекулы пре-мРНК эукариот
добавляется особый
модифицированный нуклеотид (кэп),
а к 3' концу несколько аденинов, так
назваемый «полиА-хвост».
Сплайсинг
Функции РНК в ходе биосинтеза белка
1.
2.
3.
4.
5.
При „включении“ гена
происходит локальное
расплетение спирали ДНК.
Затем с гена, кодирующего
белковую молекулу,
синтезируется его РНК-копия.
После ряда „превращений“
она становится матричной РНК,
т. е. матрицей для синтеза белка.
мРНК переносится из ядра
клетки в цитоплазму, где
связывается с рибосомами, на
которых и „производится“
белок.
Белок синтезируется из
активированных аминокислот,
присоединённых к специальным
транспортным РНК.
Основные виды РНК
1.
2.
3.
4.
Рибосомные РНК (рРНК)
рРНК — несколько молекул РНК, составляющих основу рибосомы. Основной
функцией рРНК является осуществление процесса трансляции - считывания информации с
мРНК при помощи адапторных молекул тРНК и катализ образования пептидных связей
между присоединёнными к тРНК аминокислотами.
Транспортные РНК (тРНК)
тРНК — РНК, функцией которой является транспортировка аминокислот к месту
синтеза белка. тРНК также принимают непосредственное участие в наращивании
полипептидной цепи, присоединяясь к кодону мРНК и обеспечивая необходимую для
образования новой пептидной связи конформацию комплекса.
Матричные РНК (мРНК) или информационная РНК (иРНК)
мРНК (иРНК) — РНК, отвечающая за перенос информации о первичной структуре
белков от ДНК к местам синтеза белков. мРНК синтезируется на основе ДНК в ходе
транскрипции, после чего, в свою очередь, используется в ходе трансляции как матрица
для синтеза белков.
Некодирующие РНК
Некодирующие РНК - это молекулы РНК, которые не транслируются в белки.
Основные виды РНК
тРНК
рРНК
Список используемой литературы:



ru.wikipedia.org/wiki/РНК
bannikov.narod.ru/nukleotid.html
http://student.km.ru/ref_show_frame.asp?id=038DDC02CEEE4D558727F
66945BE4605