4.4. Рибонуклеиновые кислоты

Различают рибонуклеиновые кислоты: транспортные (тРНК), информационные (ИРНК), рибосомные (рРНК) и интерферирую­щие (RNAi). Все они синтезируются в ядре клетки. Кроме того, различают вирусные РНК у РНК-содержащих вирусов, где рибо­нуклеиновая кислота является носителем генетической информа­ции (вирусы ящура, полиомиелита, вирус табачной мозаики и т. д.). Молекула РНК в отличие от ДНК состоит, за редким исклю­чением, из одной полинуклеотидной цепи, но в ней, как и в ДНК, могут формироваться двухспиральные шпильки.

Транспортная РНК. тРНК — самые мелкие молекулы РНК, по­строены из 75...90 нуклеотидов, их молекулярная масса 23 000...30 000. тРНК составляет 10...20 % общего количества РНК клетки. Функция ее состоит в транспортировании аминокислот в рибосомы — к месту синтеза белка — и обеспечении включения аминокислот в определенные участки полипептидной цепи в со­ответствии с генетическим кодом. тРНК участвует в синтезе бел­ка, являясь адаптером — своеобразным переводчиком, — перево­дит последовательность нуклеотидов в последовательность амино­кислотных остатков белковой молекулы. Для каждой из 20 амино­кислот имеется своя тРНК, а для некоторых аминокислот — до пяти. Например, тРНК для лейцина имеет пять разновидностей, как и тРНК для серина. Последовательность нуклеотидов всех тРНК расшифрована. Молекула тРНК представляет собой поли- нуклеотидную цепь в виде клеверного листа. К 3' —ОН-группе концевого аденозинового остатка присоединяется соответствую­щая аминокислота через свою карбоксильную группу, образуя аминоацил-тРНК. В молекуле каждой тРНК имеется специфичес­кий антикодон, состоящий из трех нуклеотидов, комплементар­ный определенному кодону информационной РНК. Например, кодону в иРНК 5'-ГЦЦ-3' соответствует антикодон 3'-ЦГГ-5' в тРНК. Таким образом обеспечивается специфичность взаимодей­ствия тРНК с иРНК.

Информационная РНК. иРНК синтезируется в процессе транс­крипции, является точной копией отдельного гена. Количество иРНК в клетке составляет 2...6 % общего количества РНК. Размер молекулы иРНК зависит от размера кодируемого белка. Каждой аминокислоте соответствует в иРНК определенная тройка (трип­лет) нуклеотидов, называемая кодоном этой аминокислоты. Пос­ледовательность кодонов в цепи иРНК определяет последователь­ность аминокислот в белке.

Рибосомная РНК. рРНК синтезируется в ядрышке. В клетках животных различают несколько видов рРНК. В большой субъеди­нице рибосом (60S) содержатся 28S, 5S и 5,8S РНК, состоящие со­ответственно из 5000, 155 и 121 нуклеотидов, а в малой субъедини­це (40S) содержится 18S РНК, состоящая из 1900 нуклеотидов. В рибосомах содержатся также белки: в большой субъединице 41, в малой 30; всего 71. Основные белки рибосом связаны с молеку­лами РНК кооперативно — группами.

Интерферирующая РНК. RNAi регулирует ход индивидуального развития организма.

Контрольные вопросы и задания

I. Каковы химическая структура и номенклатура нуклеозидов и нуклеотидов? 2 сформулируйте принцип образования цепей из нуклеотидов. 3. В чем заключа­йся различия в химической структуре РНК и ДНК? 4. Объясните принцип ком­плементарности как фундаментальный принцип структуры и функционирования нуклеиновых кислот. 5. Дайте определение класса нуклеиновых кислот, назовите их виды и функции в клетке. 6. Опишите уровни структуры нуклеиновых кислот.