72.Особенности образования иРнк в клетках эу- и прокариот.

Эукариоты и прокариоты.

Биологи делят клетки на два больших надцарства [6]: эукариоты и прокариоты.

К первому надцарству клеток относятся и наши клетки. К надцарству прокариотов отнесены простейшие. Вирусы, бактерии…

Вот примерно так: «Все организмы, имеющие клеточное строение, делятся на две группы: предъядерные (прокариоты) и ядерные (эукариоты).

Клетки прокариот, к которым относятся бактерии, в отличие от эукариот, имеют относительно простое строение. В прокариотической клетке нет организованного ядра, в ней содержится только одна хромосома, которая не отделена от остальной части клетки мембраной, а лежит непосредственно в цитоплазме. Однако в ней также записана вся наследственная информация бактериальной клетки.

Цитоплазма прокариот по сравнению с цитоплазмой эукариотических клеток значительно беднее по составу структур. Там находятся многочисленные более мелкие, чем в клетках эукариот, рибосомы. Функциональную роль митохондрий и хлоропластов в клетках прокариот выполняют специальные, довольно просто организованные мембранные складки.

 

По строению различные эукариотические клетки сходны. Но наряду со сходством между клетками организмов различных царств живой природы имеются заметные отличия. Они касаются как структурных, так и биохимических особенностей». [5]

«…высшие животные, растения и грибы состоят из клеток, в которых находится одно ядро. Оно имеет форму шара с диаметром от 3 до 10 мкм (рис. 1). [5]. 

Рис.1. Ядро клетки.

«…в ядре клеток заключены хромосомы, которые содержат ДНК - хранилище наследственной информации. Этим определяется ведущая роль клеточного ядра в наследственности».[5]

С основным различием клеток разобрались. Идем дальше.

Основные данные.

Теперь посмотрим, что такое ДНК и РНК.

ДНК, это то, что составляет хромосомы. Это постоянная память клетки. То, что создает её наследственную основу. Хромосома – хранилище информации. ДНК – отдельный информационный массив из этого хранилища. Но, очень большой массив. Да и хорошо защищенный.

Чтобы воспользоваться информацией с ДНК необходимо сделать несколько действий: Спираль ДНК разворачивается и разрезается вдоль оси. Потом каждая одиночная последовательность ДНК копируется. Так получается РНК. По частям – генам. Получается мРНК-предшественник. И только потом из предшественника получается форма мРНК, пригодная для трансляции, т.е. синтеза белка.

Стандартная мРНК, это последняя стадия в длинной цепи доработки копии ДНК, подготовленная для начала считывания информации. Этот термин биологи не применяют. Но, мы его введем. Для эукариотов. К стандартной мРНК мы еще вернемся…

А пока основные данные о ДНК и РНК:

«Как известно, оснований, которыми различаются нуклеотиды, всего четыре. В РНК это аденин (A), гуанин (G), цитозин (C) и урацил (U) (T-тимин в ДНК), а обычных аминокислот, входящих в белки, - 20. Следовательно, задача сводится к тому, чтобы четырьмя основаниями записать двадцать аминокислот. И отсюда следует, что код должен быть не менее чем триплетным, поскольку по одному основанию и даже по два (4 x 4 = 16) недостаточно, а по три даже много (4 x4 x 4 = 64). Сколько же кодонов из 64 имеют смысл, а какие бессмысленны? Соответствует ли каждой аминокислоте один или несколько кодонов? Ответы на эти вопросы были получены к 1965 году, когда генетический код был полностью расшифрован». [2]

«…код триплетен - каждая кодирующая единица-кодон состоит из трех нуклеотидов. В каждом гене триплеты считываются с фиксированной точки, в одном направлении и без запятых, то есть кодоны ничем не отделены друг от друга». [2]

«Сначала информация, записанная в виде чередования дезоксирибонуклеотидов на одной из двух комплементарных цепей в ДНК гена, переписывается на одноцепочечную молекулу информационной рибонуклеиновой кислоты - иРНК (она же мРНК от англ. messenger - переносчик). Это процесс транскрипции. На следующем этапе по матрице иРНК строится последовательность аминокислотных остатков полипептида. Тем самым создается первичная структура будущей молекулы белка. Это процесс трансляции». [2]

«Синтез белка или трансляция - это центральное событие в жизни клетки (рис. 2). Само представление о дискретных единицах генетической информации существует благодаря трансляции нуклеотидных последовательностей мРНК, ограниченных кодонами: инициатором и терминатором. Считывание таких последовательностей приводит к появлению в клетке дискретных молекул белка. Этот процесс обставлен в клетке весьма сложно (см., например, [6]). В трансляции каждого гена участвуют несколько сот разных молекул белков и нуклеиновых кислот». [2]

Таблицы соответствия кодонов и аминокислот можно посмотреть в [1,2].

Выяснили мы пока только то, что генетики и биологи рассматривают ДНК с позиций копирования (транскрипции) с получением копии – РНК и процесса получения сборки белка (трансляции). Ну, хоть с терминологией начали разбираться…