Презентация на тему «Рибонуклеиновые кислоты»

Рибонуклеиновые кислоты

Выполнила: Ученица 10 «Б» класса Никифорова Ксения г.Когалым, 2009

Содержание

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

Рибонуклеиновые кислоты (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

Пиримидиновые основания

Аденин

Гуанин

Урацил

Цитозин

Образование молекулы РНК

Клеточные РНК образуются в ходе процесса, называемого транскрипцией, то есть синтеза РНК на матрице ДНК, осуществляемого специальными ферментами — РНК-полимеразами. 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. Дезоксирибоза 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

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. 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. 2. 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. 3. 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. 4. 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=038ddc02ceee4d558727f66945be4605