La interacción y estructura de IRNA, tRNA, RRNA - los tres principales ácidos nucleicos, es considerada por una ciencia como la citología. Ayudará a descubrir cuál es el papel del ácido ribonucleico de transporte (ARNt) en las células. Esta molécula muy pequeña, pero al mismo tiempo innegablemente importante, participa en el proceso de combinación de las proteínas que componen el cuerpo.
¿Cuál es la estructura del ARNt? Es muy interesante considerar esta sustancia "desde adentro", para conocer su papel bioquímico y biológico. Y también, ¿cómo se interrelacionan la estructura del ARNt y su papel en la síntesis de proteínas?
¿Qué es el ARNt, cómo funciona?
El ácido ribonucleico de transporte está involucrado en la construcción de nuevas proteínas. Casi el 10% de todos los ácidos ribonucleicos son de transporte. Para aclarar de qué elementos químicos se forma una molécula, describiremos la estructura de la estructura secundaria del ARNt. La estructura secundaria considera todos los principales enlaces químicos entre elementos.
Esta es una macromolécula que consta de una cadena de polinucleótidos. Las bases nitrogenadas en él están conectadas por enlaces de hidrógeno. Al igual que el ADN, el ARN tiene 4 bases nitrogenadas: adenina,citosina, guanina y uracilo. En estos compuestos, la adenina se asocia siempre con el uracilo y la guanina, como es habitual, con la citosina.
¿Por qué un nucleótido tiene el prefijo ribo-? Simplemente, todos los polímeros lineales que tienen una ribosa en lugar de una pentosa en la base del nucleótido se denominan ribonucleicos. Y el ARN de transferencia es uno de los 3 tipos de dicho polímero ribonucleico.
Estructura del ARNt: bioquímica
Veamos las capas más profundas de la estructura molecular. Estos nucleótidos tienen 3 componentes:
- La sacarosa, la ribosa está involucrada en todos los tipos de ARN.
- Ácido fosfórico.
- Bases nitrogenadas. Estas son purinas y pirimidinas.
Las bases nitrogenadas están interconectadas por enlaces fuertes. Es costumbre dividir las bases en purina y pirimidina.
Las purinas son adenina y guanina. La adenina corresponde a un nucleótido de adenilo de 2 anillos interconectados. Y la guanina corresponde al mismo nucleótido de guanina de "anillo único".
Las piramidas son citosina y uracilo. Las pirimidinas tienen una estructura de un solo anillo. No hay timina en el ARN, ya que se reemplaza por un elemento como el uracilo. Es importante comprender esto antes de observar otras características estructurales del ARNt.
Tipos de ARN
Como puede ver, la estructura de TRNA no se puede describir brevemente. Es necesario profundizar en la bioquímica para comprender el propósito de la molécula y su verdadera estructura. ¿Qué otros nucleótidos ribosómicos se conocen? También hay ácidos nucleicos de matriz o informativos y ribosómicos. Abreviado como ARN y ARN. Los 3Las moléculas trabajan en estrecha colaboración entre sí en la célula para que el cuerpo reciba glóbulos de proteína correctamente estructurados.
Es imposible imaginar el trabajo de un polímero sin la ayuda de otros 2. Las características estructurales de los ARNt se vuelven más comprensibles cuando se ven junto con funciones que están directamente relacionadas con el trabajo de los ribosomas.
La estructura de IRNA, tRNA, RRNA es similar en muchos aspectos. Todos tienen una base de ribosa. Sin embargo, su estructura y funciones son diferentes.
Descubrimiento de los ácidos nucleicos
El suizo Johann Miescher encontró macromoléculas en el núcleo celular en 1868, más tarde llamadas nucleínas. El nombre "nucleínas" proviene de la palabra (núcleo) - el núcleo. Aunque un poco más tarde se comprobó que en los seres unicelulares que no tienen núcleo, estas sustancias también están presentes. A mediados del siglo XX, se recibió el Premio Nobel por el descubrimiento de la síntesis de ácidos nucleicos.
TRNA funciona en la síntesis de proteínas
El nombre en sí mismo - ARN de transferencia habla de la función principal de la molécula. Este ácido nucleico "trae" consigo el aminoácido esencial requerido por el ARN ribosómico para producir una proteína en particular.
La molécula de ARNt tiene pocas funciones. La primera es el reconocimiento del codón IRNA, la segunda función es la entrega de componentes básicos: aminoácidos para la síntesis de proteínas. Algunos expertos más distinguen la función aceptora. Es decir, la adición de aminoácidos según el principio covalente. Una enzima como la aminocil-tRNA sintasa ayuda a “fijar” este aminoácido.
¿Cómo se relaciona la estructura del ARNt con sufunciones? Este ácido ribonucleico especial está dispuesto de tal manera que en un lado hay bases nitrogenadas, que siempre están conectadas en pares. Estos son los elementos que conocemos: A, U, C, G. Exactamente 3 "letras" o bases nitrogenadas forman el anticodón, el conjunto inverso de elementos que interactúa con el codón según el principio de complementariedad.
Esta importante característica estructural del ARNt garantiza que no habrá errores al decodificar el ácido nucleico molde. Después de todo, depende de la secuencia exacta de aminoácidos si la proteína que el cuerpo necesita en este momento se sintetiza correctamente.
Características del edificio
¿Cuáles son las características estructurales del ARNt y su función biológica? Esta es una estructura muy antigua. Su tamaño es de alrededor de 73 a 93 nucleótidos. El peso molecular de una sustancia es de 25 000 a 30 000.
La estructura de la estructura secundaria del ARNt se puede desmontar estudiando los 5 elementos principales de la molécula. Entonces, este ácido nucleico consta de los siguientes elementos:
- bucle de contacto enzimático;
- bucle para contacto con el ribosoma;
- bucle anticodón;
- tallo receptor;
- el anticodón mismo.
Y también asigne un pequeño bucle variable en la estructura secundaria. Un hombro en todos los tipos de ARNt es el mismo: un tallo de dos residuos de citosina y uno de adenosina. Es en este lugar donde se produce la conexión con 1 de los 20 aminoácidos disponibles. Cada aminoácido tiene una enzima separada: su propio aminoacil-tRNA.
Toda la información que encripta la estructura de todosLos ácidos nucleicos se encuentran en el propio ADN. La estructura del ARNt en todos los seres vivos del planeta es casi idéntica. Se verá como una hoja cuando se vea en 2-D.
Sin embargo, si miras el volumen, la molécula parece una estructura geométrica en forma de L. Esto se considera la estructura terciaria de tRNA. Pero para la conveniencia de estudiar, se acostumbra "destorcer" visualmente. La estructura terciaria se forma como resultado de la interacción de elementos de la estructura secundaria, aquellas partes que son mutuamente complementarias.
Los brazos o anillos de ARNt juegan un papel importante. Se requiere un brazo, por ejemplo, para el enlace químico con una enzima en particular.
Un rasgo característico de un nucleótido es la presencia de una gran cantidad de nucleósidos. Hay más de 60 tipos de estos nucleósidos menores.
Estructura del tRNA y codificación de aminoácidos
Sabemos que el anticodón de ARNt tiene 3 moléculas de longitud. Cada anticodón corresponde a un aminoácido "personal" específico. Este aminoácido está conectado a la molécula de ARNt mediante una enzima especial. Tan pronto como los 2 aminoácidos se unen, los enlaces con el tRNA se rompen. Todos los compuestos químicos y enzimas son necesarios hasta el momento requerido. Así es como se interconectan la estructura y las funciones del ARNt.
Hay 61 tipos de moléculas de este tipo en la célula. Puede haber variaciones matemáticas 64. Sin embargo, f altan 3 tipos de tRNA debido al hecho de que exactamente este número de codones de terminación en el IRNA no tiene anticodones.
Interacción de IRNA y TRNA
Consideremos la interacción de una sustancia con MRNA y RRNA, así como las características estructurales de TRNA. Estructura y propósitolas macromoléculas están interconectadas.
La estructura del IRNA copia la información de una sección separada del ADN. El ADN en sí mismo es una conexión demasiado grande de moléculas, y nunca sale del núcleo. Por lo tanto, se necesita un ARN intermediario: informativo.
Basándose en la secuencia de moléculas copiadas por el ARN, el ribosoma construye una proteína. El ribosoma es una estructura de polinucleótido separada, cuya estructura necesita ser explicada.
Interacción del ARNt ribosomal
El ARN ribosomal es un orgánulo enorme. Su peso molecular es de 1 000 000 - 1 500 000. Casi el 80 % de la cantidad total de ARN son nucleótidos ribosómicos.
En cierto modo captura la cadena de IRNA y espera anticodones que traerán moléculas de tRNA con ellos. El ARN ribosómico consta de 2 subunidades: pequeña y grande.
Al ribosoma se le llama la “fábrica”, porque en este orgánulo tiene lugar toda la síntesis de las sustancias necesarias para la vida cotidiana. También es una estructura celular muy antigua.
¿Cómo se produce la síntesis de proteínas en el ribosoma?
La estructura del ARNt y su función en la síntesis de proteínas están interrelacionadas. El anticodón ubicado en uno de los lados del ácido ribonucleico es adecuado en su forma para la función principal: el suministro de aminoácidos al ribosoma, donde se produce la alineación gradual de la proteína. Esencialmente, el TRNA actúa como un intermediario. Su tarea es solo traer el aminoácido necesario.
Cuando se lee la información de una parte del IRNA, el ribosoma se mueve más a lo largo de la cadena. La matriz solo es necesaria para la transmisión.información codificada sobre la configuración y función de una sola proteína. A continuación, otro tRNA se acerca al ribosoma con sus bases nitrogenadas. También decodifica la siguiente parte del RNC.
La decodificación ocurre de la siguiente manera. Las bases nitrogenadas se combinan según el principio de complementariedad de la misma forma que en el propio ADN. En consecuencia, TRNA ve dónde necesita "amarrar" y a qué "hangar" enviar el aminoácido.
Luego, en el ribosoma, los aminoácidos seleccionados de esta manera se unen químicamente, paso a paso se forma una nueva macromolécula lineal que, después del final de la síntesis, se tuerce en un glóbulo (bola). Los tRNA e IRNA usados, habiendo cumplido su función, se retiran de la "fábrica" de proteínas.
Cuando la primera parte del codón se conecta al anticodón, se determina el marco de lectura. Posteriormente, si por alguna razón se produce un cambio de marco, se rechazará algún signo de la proteína. El ribosoma no puede intervenir en este proceso y resolver el problema. Solo después de que se completa el proceso, las 2 subunidades de rRNA se combinan nuevamente. En promedio, por cada 104 aminoácidos, hay 1 error. Por cada 25 proteínas ya ensambladas, es seguro que se produzca al menos 1 error de replicación.
TRNA como moléculas reliquia
Dado que el ARNt puede haber existido en el momento del origen de la vida en la Tierra, se le llama molécula reliquia. Se cree que el ARN es la primera estructura que existió antes que el ADN y luego evolucionó. La Hipótesis del Mundo del ARN - formulada en 1986 por el laureado W alter Gilbert. Sin embargo, para probartodavía es difícil. La teoría está defendida por hechos obvios: las moléculas de ARNt pueden almacenar bloques de información y de alguna manera implementar esta información, es decir, hacer el trabajo.
Pero quienes se oponen a la teoría argumentan que una vida corta de una sustancia no puede garantizar que el ARNt sea un buen portador de información biológica. Estos nucleótidos se degradan rápidamente. El tiempo de vida del ARNt en células humanas oscila entre varios minutos y varias horas. Algunas especies pueden durar hasta un día. Y si hablamos de los mismos nucleótidos en bacterias, entonces los términos son mucho más cortos, hasta varias horas. Además, la estructura y las funciones del ARNt son demasiado complejas para que una molécula se convierta en el elemento principal de la biosfera de la Tierra.
