Es ist dieses Stadium, das die Implementierung der verfügbaren genetischen Information in Zellen wie Eukaryoten und Prokaryoten auszeichnet.
Interpretation dieses Konzepts
Übersetzt aus dem Englischen bedeutet dieser Begriff "Verarbeitung, Verarbeitung". Prozessierung ist der Prozess der Bildung von reifen Ribonukleinsäuremolekülen aus Prä-RNA. Mit anderen Worten, dies ist eine Reihe von Reaktionen, die zur Umwandlung von primären Transkriptionsprodukten (Prä-RNA verschiedener Typen) in bereits funktionierende Moleküle führen.
Bei der Prozessierung von r- und tRNA geht es meistens darum, überschüssige Fragmente von den Enden der Moleküle abzuschneiden. Wenn wir von mRNA sprechen, dann kann hier festgestellt werden, dass dieser Prozess in Eukaryoten in vielen Stufen abläuft.
Also, nachdem wir bereits gelernt haben, dass Prozessierung die Umwandlung eines primären Transkripts in ein reifes RNA-Molekül ist, lohnt es sich, mit der Betrachtung seiner Eigenschaften fortzufahren.
Grundzüge des betrachteten Konzepts
Dazu gehört Folgendes:
- Modifikation sowohl der Enden des Moleküls als auch der RNA, bei der spezifische Nukleotidsequenzen daran angehängt werden, die den Ort des Anfangs anzeigen(Ende der) Sendung;
- Spleißen - Abschneiden nicht-informativer Ribonukleinsäuresequenzen, die DNA-Introns entsprechen.
Die mRNA von Prokaryoten unterliegt keiner Prozessierung. Es hat die Fähigkeit, unmittelbar nach dem Ende der Synthese zu arbeiten.
Wo findet der betreffende Vorgang statt?
In jedem Organismus findet die RNA-Verarbeitung im Zellkern statt. Sie wird durch spezielle Enzyme (ihre Gruppe) für jeden einzelnen Molekültyp durchgeführt. Translationsprodukte wie Polypeptide, die direkt von mRNA abgelesen werden, können ebenfalls verarbeitet werden. Die sogenannten Vorläufermoleküle der meisten Proteine – Kollagen, Immunglobuline, Verdauungsenzyme, einige Hormone – durchlaufen diese Veränderungen, wonach ihre eigentliche Funktion im Körper beginnt.
Wir haben bereits gelernt, dass Prozessierung der Prozess der Bildung reifer RNA aus Prä-RNA ist. Jetzt lohnt es sich, in die Natur der Ribonukleinsäure selbst einzutauchen.
RNA: chemische Natur
Dies ist eine Ribonukleinsäure, die ein Copolymer aus Pyrimidin- und Purin-Ribonukleotiden ist, die wie in der DNA durch 3'-5'-Phosphodiester-Brücken miteinander verbunden sind.
Trotz der Tatsache, dass diese 2 Arten von Molekülen ähnlich sind, unterscheiden sie sich in mehreren Punkten.
Unterscheidungsmerkmale von RNA und DNA
Erstens hat Ribonukleinsäure einen Kohlenstoffrest, zu dem Pyrimidin und Purin gehörenBasen, Phosphatgruppen - Ribose, während DNA 2'-Desoxyribose hat.
Zweitens unterscheiden sich auch die Pyrimidin-Komponenten. Ähnliche Komponenten sind die Nukleotide von Adenin, Cytosin, Guanin. RNA enthält Uracil statt Thymin.
Drittens hat RNA eine 1-strängige Struktur, während DNA ein 2-strängiges Molekül ist. Aber der Ribonukleinsäurestrang enthält Regionen mit entgegengesetzter Polarität (komplementäre Sequenz), die es seinem Einzelstrang ermöglichen, sich zu f alten und "Haarnadeln" zu bilden - Strukturen, die mit 2-Strang-Eigenschaften ausgestattet sind (wie in der obigen Abbildung gezeigt).
Viertens muss aufgrund der Tatsache, dass RNA ein Einzelstrang ist, der nur zu einem der DNA-Stränge komplementär ist, Guanin nicht in derselben Menge wie Cytosin und Adenin wie Uracil darin vorhanden sein.
Fünftens kann RNA mit Alkali zu 2', 3'-cyclischen Diestern von Mononukleotiden hydrolysiert werden. Die Rolle eines Zwischenprodukts bei der Hydrolyse spielt der 2', 3', 5-Triester, der sich aufgrund des Fehlens von 2'-Hydroxylgruppen in einem ähnlichen Prozess für DNA nicht bilden kann. Im Vergleich zu DNA ist die alkalische Labilität von Ribonukleinsäure eine nützliche Eigenschaft sowohl für diagnostische als auch für analytische Zwecke.
Die in 1-strängiger RNA enth altene Information ist meist als Abfolge von Pyrimidin- und Purinbasen realisiert, also in Form der Primärstruktur der Polymerkette.
Diese Sequenzkomplementär zur Genkette (Kodierung), aus der die RNA „abgelesen“wird. Aufgrund dieser Eigenschaft kann ein Ribonukleinsäuremolekül spezifisch an einen codierenden Strang binden, ist jedoch nicht in der Lage, dies mit einem nicht codierenden DNA-Strang zu tun. Die RNA-Sequenz ist mit Ausnahme des Ersatzes von T durch U ähnlich der des nicht codierenden Strangs des Gens.
RNA-Typen
Fast alle von ihnen sind an einem Prozess wie der Proteinbiosynthese beteiligt. Die folgenden Arten von RNA sind bekannt:
- Matrix (mRNA). Dies sind zytoplasmatische Ribonukleinsäuremoleküle, die als Vorlagen für die Proteinsynthese dienen.
- Ribosomal (rRNA). Dies ist ein zytoplasmatisches RNA-Molekül, das als strukturelle Komponenten wie Ribosomen (an der Proteinsynthese beteiligte Organellen) fungiert.
- Transport (tRNA). Dies sind Moleküle von Transport-Ribonukleinsäuren, die an der Übersetzung (Übersetzung) von mRNA-Informationen in eine bereits in Proteinen vorhandene Aminosäuresequenz beteiligt sind.
Ein erheblicher Teil der RNA in Form von 1. Transkripten, die in eukaryotischen Zellen, einschließlich Säugerzellen, gebildet werden, unterliegt dem Prozess des Abbaus im Zellkern und spielt dabei keine informative oder strukturelle Rolle Zytoplasma.
In menschlichen Zellen (kultiviert) wurde eine Klasse kleiner nukleärer Ribonukleinsäuren gefunden, die nicht direkt an der Proteinsynthese beteiligt sind, aber die RNA-Verarbeitung sowie die gesamte zelluläre "Architektur" beeinflussen. Ihre Größe variiert, sie enth alten 90 - 300 Nukleotide.
Ribonukleinsäure ist das wichtigste genetische Material ineine Reihe von Pflanzen- und Tierviren. Einige RNA-Viren durchlaufen niemals die reverse Transkription von RNA zu DNA. Dennoch zeichnen sich viele tierische Viren, beispielsweise Retroviren, durch eine umgekehrte Translation ihres RNA-Genoms aus, die von einer RNA-abhängigen reversen Transkriptase (DNA-Polymerase) unter Bildung einer 2-strängigen DNA-Kopie gesteuert wird. In den meisten Fällen wird das entstehende 2-strängige DNA-Transkript in das Genom eingeführt, wodurch die Expression viraler Gene und die Produktion neuer Kopien von RNA-Genomen (auch viral) weiter ermöglicht wird.
Posttranskriptionelle Modifikationen der Ribonukleinsäure
Seine mit RNA-Polymerasen synthetisierten Moleküle sind immer funktionell inaktiv und fungieren als Vorläufer, nämlich Prä-RNA. Sie werden erst dann in bereits reife Moleküle umgewandelt, nachdem sie die entsprechenden posttranskriptionellen Modifikationen der RNA durchlaufen haben – die Stadien ihrer Reifung.
Die Bildung reifer mRNA beginnt während der Synthese von RNA und Polymerase II im Stadium der Elongation. Bereits an das 5'-Ende des allmählich wachsenden RNA-Strangs wird durch das 5'-Ende GTP angehängt, dann wird das Orthophosphat abgesp alten. Außerdem wird Guanin mit dem Auftreten von 7-Methyl-GTP methyliert. Eine solche spezielle Gruppe, die Teil der mRNA ist, wird als "Cap" (Hut oder Mütze) bezeichnet.
Je nach RNA-Typ (ribosomal, Transport, Matrize etc.) werden Vorstufen verschiedenen sequentiellen Modifikationen unterzogen. Zum Beispiel werden mRNA-Vorläufer Splicing, Methylierung, Capping, Polyadenylierung und manchmal Editing unterzogen.
Eukaryoten: totalFunktion
Die eukaryotische Zelle ist die Domäne lebender Organismen und enthält den Zellkern. Neben Bakterien, Archaeen sind alle Organismen nuklear. Pflanzen, Pilze, Tiere, einschließlich der Gruppe von Organismen, die als Protisten bezeichnet werden, sind alle eukaryotische Organismen. Sie sind sowohl einzellig als auch vielzellig, aber sie alle haben einen gemeinsamen Plan der Zellstruktur. Es ist allgemein anerkannt, dass diese so unterschiedlichen Organismen denselben Ursprung haben, weshalb die Kerngruppe als monophyletisches Taxon höchsten Ranges wahrgenommen wird.
Basierend auf gängigen Hypothesen entstanden Eukaryoten vor 1,5 - 2 Milliarden Jahren. Eine wichtige Rolle in ihrer Evolution spielt die Symbiogenese – die Symbiose einer eukaryotischen Zelle, die einen zur Phagozytose fähigen Zellkern hatte, und Bakterien, die von ihr verschluckt wurden – Vorläufer von Plastiden und Mitochondrien.
Prokaryoten: allgemeine Eigenschaften
Dies sind 1-zellige lebende Organismen, die keinen Zellkern (gebildet), den Rest der Membranorganellen (intern) haben. Das einzige große zirkuläre 2-strängige DNA-Molekül, das den größten Teil des zellulären genetischen Materials enthält, bildet keinen Komplex mit Histonproteinen.
Prokaryoten umfassen Archaeen und Bakterien, einschließlich Cyanobakterien. Nachkommen nicht-nuklearer Zellen - eukaryotische Organellen - Plastiden, Mitochondrien. Sie werden innerhalb des Domänenrangs in 2 Taxa unterteilt: Archaea und Bacteria.
Diese Zellen haben keine Kernhülle, die DNA-Verpackung erfolgt ohne Beteiligung von Histonen. Die Art ihrer Ernährung ist osmotroph und das genetische Materialdargestellt durch ein DNA-Molekül, das in einem Ring geschlossen ist, und es gibt nur 1 Replikon. Prokaryoten haben Organellen, die eine Membranstruktur haben.
Der Unterschied zwischen Eukaryoten und Prokaryoten
Das grundlegende Merkmal eukaryotischer Zellen ist mit dem Vorhandensein eines genetischen Apparats in ihnen verbunden, der sich im Zellkern befindet, wo er durch eine Hülle geschützt ist. Ihre DNA ist linear, assoziiert mit Histonproteinen, anderen chromosomalen Proteinen, die in Bakterien fehlen. In der Regel sind in ihrem Lebenszyklus 2 Kernphasen vorhanden. Man hat einen haploiden Chromosomensatz, und durch die anschließende Verschmelzung von 2 haploiden Zellen entsteht eine diploide Zelle, die bereits den 2. Chromosomensatz enthält. Es kommt auch vor, dass die Zelle bei der anschließenden Teilung wieder haploid wird. Diese Art von Lebenszyklus sowie Diploidie im Allgemeinen ist für Prokaryoten nicht charakteristisch.
Der interessanteste Unterschied ist das Vorhandensein spezieller Organellen in Eukaryoten, die ihren eigenen genetischen Apparat haben und sich durch Teilung vermehren. Diese Strukturen sind von einer Membran umgeben. Diese Organellen sind Plastiden und Mitochondrien. Hinsichtlich Vitalaktivität und Struktur sind sie Bakterien überraschend ähnlich. Dieser Umstand veranlasste Wissenschaftler zu der Annahme, dass es sich um Nachkommen bakterieller Organismen handelt, die eine Symbiose mit Eukaryoten eingegangen sind.
Prokaryoten haben wenige Organellen, von denen keine von einer zweiten Membran umgeben ist. Ihnen fehlen das endoplasmatische Retikulum, der Golgi-Apparat und Lysosomen.
Ein weiterer wichtiger Unterschied zwischen Eukaryoten und Prokaryoten ist das Phänomen der Endozytose bei Eukaryoten, einschließlich der Phagozytose indie meisten Gruppen. Letzteres ist die Fähigkeit, mittels Einschluss in einer Membranblase verschiedene Feststoffpartikel einzufangen und dann zu verdauen. Dieser Prozess erfüllt die wichtigste Schutzfunktion im Körper. Das Auftreten von Phagozytose ist vermutlich darauf zurückzuführen, dass ihre Zellen mittelgroß sind. Prokaryoten hingegen sind ungleich kleiner, weshalb im Laufe der Evolution der Eukaryoten ein Bedürfnis entstand, die Zelle mit einer erheblichen Menge an Nahrung zu versorgen. Infolgedessen entstanden unter ihnen die ersten mobilen Raubtiere.
Prozessierung als einer der Schritte in der Proteinbiosynthese
Dies ist der zweite Schritt, der nach der Transkription beginnt. Die Proteinverarbeitung findet nur in Eukaryoten statt. Dies ist die mRNA-Reifung. Genauer gesagt ist dies das Entfernen von Regionen, die nicht für ein Protein kodieren, und das Hinzufügen von Kontrollen.
Schlussfolgerung
Dieser Artikel beschreibt, was Verarbeitung ist (Biologie). Es sagt auch, was RNA ist, listet ihre Typen und posttranskriptionellen Modifikationen auf. Die Unterscheidungsmerkmale von Eukaryoten und Prokaryoten werden berücksichtigt.
Schließlich sei daran erinnert, dass Prozessierung der Prozess der Bildung reifer RNA aus Prä-RNA ist.
