Рибонуклеиновая кислота — РНК. РНК, так же как ДНК, представляет собой полимер, мономерами которого являются нуклеотиды. Азотистые основания трех нуклеотидов те же самые, что входят в состав ДНК (аденин, гуанин, цитозин), четвертое — урацил — присутствует в молекуле РНК вместо тимина. Нуклеотиды РНК отличаются от нуклеотидов ДНК и по строению входящего в их состав углевода: они включают другую пентозу — рибозу (вместо дезоксирибозы). В цепочку РНК нуклеотиды соединяются путем образования связей между рибозой одного нуклеотида и остатком фосфорной кислоты другого.
РНК переносят информацию о последовательности аминокислот в белках, т. е. о структуре белков, от хромосом к месту их синтеза, и участвуют в синтезе белков. По структуре различают двухцепочечные и одноцепочечные РНК. Двухцепочечные РНК являются хранителями генетической информации у ряда вирусов (см. гл. 5), т. е. выполняют у них функции хромосом.
Существует несколько видов одноцепочечных РНК. Их названия обусловлены выполняемой функцией или местонахождением в клетке.
Большую часть цитоплазмы (до 80—90%) составляет рибосомальная РНК (р-РНК), содержащаяся в рибосомах.
Молекулы р-РНК относительно невелики и состоят из 3—5 тыс. нуклеотидов. РНК зависит от длины участка ДНК, на котором они были синтезированы.
Молекулы информационной РНК могут состоять из 300— 30 000 нуклеотидов.
Транспортные РНК (т-РНК) включают 76—85 нуклеотидов и выполняют несколько функций. Они доставляют аминокислоты к месту синтеза белка, «узнают» (по принципу комплементарности) триплет и-РНК, соответствующий переносимой аминокислоте, осуществляют точную ориентацию аминокислоты на рибосоме.
Генетический код» Огромное количество отобранных эволюцией уникальных сочетаний аминокислит воспроизводится путем синтеза нуклеиновых кислот с такой последовательностью азотистых оснований, которая соответствует последовательности аминокислот в белках. Каждой аминокислоте в полипептидной цепочке соответствует комбинация из трех нуклеотидов — триплет. Так, аминокислоте цистеину соответствует триплет АЦА, валину — ЦАА, лизину — ТТТ и т. д. Таким образом, определенные сочетания нуклеотидов и последовательность их расположения в молекуле ДНК являются кодом, несущим информацию о структуре белка.
Код включает все возможные сочетания трех (из четырех) азотистых оснований. Таких сочетаний может быть 43 = 64, в то время как кодируется только 20 аминокислот. В результате некоторые аминокислоты кодируются
несколькими триплетами. Эта избыточность кода имеет большое значение для повышения надежности передачи генетической информации. Например, аминокислоте аргинину могут соответствовать триплеты ГЦА, ГЦТ, ГЦЦ и т. д.
Понятно, что случайная, замена третьего нуклеотида в этих триплетах никак не отразится на структуре синтезируемого белка.
В каждой молекуле ДНК, состоящей из миллионов нуклеотидных пар, записана информация о последовательности аминокислот в сотнях различных белков. Каким образом участок молекулы ДНК, несущий информацию о структуре одного белка, отграничивается от других участков? Существуют триплеты, функцией которых является запуск синтеза полинуклеотидной цепочки, и триплеты, которые прекращают синтез, т. е. служат «знаками препинания». Одно из основных свойств кода — его специфичность. Нет случаев, когда один и тот же триплет соответствовал бы более чем одной аминокислоте. Код универсален для всех живых организмов и никогда не перекрывается, т. е. кодирующие аминокислоты триплеты — кодоны ДНК транскрибируются — передаются в виде информации триплетов (кодонов) и-РНК — всегда целиком. При считывании информации с молекулы ДНК невозможно использование азотистого основания одного триплета в комбинации с основаниями другого триплета.
Для того чтобы синтезировался белок, информация о последовательности аминокислот в его первичной структуре должна быть доставлена к рибосомам.
Этот процесс включает два этапа — транскрипцию и трансляцию.
|
.png)