Биохимические основы жизнедеятельности организма человека - Волков Н.И., Несен Э.Н. 2000

Биохимические основы жизнедеятельности организма человека
Биохимия нуклеиновых кислот
Структура, свойства и биологическая роль РНК

Рибонуклеиновые кислоты представляют собой полинуклеотидные цепи, в которые входит около 6 тысяч нуклеотидов. Они имеют небольшую мо­лекулярную массу (до двух миллионов). Углеводным компонентом РНК является рибоза. Из азотистых оснований в состав РНК входят аденин, гуанин, цитозин, урацил. РНК человека, в отличие от ДНК, состоит из од­ной полинуклеотидной цепи с отдельными спирализованными участками (рис. 83). Двухцепочечные молекулы РНК встречаются только у некото­рых вирусов.

Первичную структуру РНК, как и ДНК, составляет определенная после­довательность чередования нуклеотидов в полинуклеотидной цепи. Связь между ними осуществляется через остаток фосфорной кислоты (рис. 84). Разные виды РНК отличаются составом нуклеотидов, их количеством и последовательностью расположения.

Вторичная структура РНК зависит от вида РНК и функционального сос­тояния Клетки. Молекулы РНК могут располагаться более компактно, по­скольку взаимодействие между основаниями приводит к образованию до­полнительных складок, что определяет третичную структуру РНК. Согласно модели, предложенной Холли, вторичная структура транспортной РНК напо­минает клеверный лист.

В клетке всегда присутствуют три вида РНК, которые различаются ло­кализацией, молекулярной массой, нуклеотидным составом, структурой и биологическими функциями. К ним относятся транспортная, информаци­онная и рибосомальная РНК.

Транспортная РНК (тРНК) составляет 10—20% всей РНК клетки, сос­тоит из 75—90 нуклеотидов и имеет молекулярную массу от 23 до 30 ты­сяч. Находится она в цитоплазме клеток и осуществляет перенос амино­кислот к рибосомам, где происходит Синтез белка. В клетке обнаружено около 60 различных тРНК. Каждой из 20 аминокислот соответствует нес­колько разных тРНК.

Молекула тРНК благодаря уникальному строению (в виде клеверного листка) взаимодействует не только с аминокислотами, но и с белками-ферментами, а также с иРНК на рибосомах (рис. 85). На одном конце молекулы тРНК находится одинаковый для всей тРНК триплет ЦЦА-ОН, по ко­торому присоединяются Аминокислоты, а на противоположном конце рас­положен участок антикодон, комплементарный триплету (кодону) в моле­куле иРНК. С помощью антикодона тРНК "узнает" свое место присоедине­ния аминокислоты к синтезирующемуся белку.

Рис. 83 Модель цепи молекулы РНК

Информационная, или Матричная РНК (иРНК или мРНК) составляет 3—5 % всей клеточной РНК. Молекула иРНК содержит до 6000 остатков нук­леотидов и имеет молекулярную массу от 500 тысяч до 2 миллионов. Она очень быстро синтезируется (1 молекула за 25 с) и распадается (в тече­ние 3—5 мин).

Синтезируется иРНК на участке молекулы ДНК — гене как на матри­це и переносит генетическую информацию о Последовательности аминокислот в белках от молекул ДНК из ядра к местам их синтеза — в ри­босомы.

Рис. 84 Первичная структура РНК

Рис. 85 Схема строения молекулы тРНК

В клетке находятся разнообразные формы иРНК, которые осущест­вляют синтез тысяч различных белков, Строение которых закодировано в специфической структуре иРНК.

Рибосомная, или структурная РНК (рРНК, сРНК) составляет до 80 % всей клеточной РНК и имеет молекулярную массу 0,5—2 миллиона. Она на­ходится в рибосомах, где происходит синтез белка, и в соединении с со­ответствующими белками образует структуру рибосом, а также активиру­ет Процесс синтеза белка.

В клетке РНК содержится в 5—10 раз больше, чем ДНК. Обнаружены РНК почти во всех клеточных структурах. Наибольшее их количество (60— 80 %) сосредоточено в рибосомах, наименьшее — в цитоплазме.