1.3. Структура рнк

В клетках эукариот присутствует несколько классов РНК, играющих ту или иную роль в процессах реализации генетической информации:

1. Рибосомальные РНК ( рРНК ), их роль состоит в структурной организации рибосом внутриклеточных органелл, ответственных за сборку полипептидных цепей белков. Кроме того, рРНК, повидимому принимают непосредственное участие в работе самого механизма биосинтеза белка.

2. Информационная или матричная РНК ( мРНК ). Этот класс молекул РНК участвует в переносе генетической информации из ядра в цитозоль на рибосомы и принимает непосредственное участие в работе механизма синтеза полипептидных цепей белка на рибосомах.

3. Транспортная РНК ( тРНК ), она обеспечивает связывание аминокислот в цитозоле, перенос аминокислот на рибосомы, а также принимает непосредственное участие в синтезе полипептидных цепей белков на рибосомах.

4. Гетерогенная ядерная РНК ( гяРНК ). Молекулы этого класса РНК представляют собой так называемые первичные транскрипты с тех или иных структурных генов ДНК и являются высокомолекулярными предшественниками молекул РНК различных других классов.

5. Небольшие стабильные РНК. Они присутствуют в большом количестве и в цитозоле, и в ядре клеток эукариот. Среди них обычно выделяют так называемые малые ядерные РНК ( мяРНК ), последние принимают участие в регуляции работы генетического аппарата клеток, а также в преобразовании ( процессинге ) гетерогенных ядерных РНК в мРНК, тРНК и рРНК.

1.3.1.Первичная, вторичная и третичная структура рнк

Молекулы РНК представляют собой полимеры, мономерными единицами которых являются рибонуклеотиды, связанные между собой 3,5фосфодиэфирными связями. Углеводным компонентом рибонуклеотидов является рибоза, а основная масса азотистых оснований РНК представлены аденином, гуанином, цитозином и урацилом. Главными нуклеотидами РНК являются АМФ, ГМФ, ЦМФ и УМФ.

В состав молекул отдельных классов РНК может входить до 15 17% минорных нуклеотидов. Первичной структурой РНК называется последовательность расположения рибонуклеотидных остатков в полимерной цепи молекулы. Химическая структура молекулы РНК идентична таковой для одиночной цепи ДНК с учетом замены дезоксирибозы и тимина ДНК на рибозу и урацил в РНК. Полинуклеотидная цепь РНК, как и цепь ДНК, имеет направление: началом цепи РНК считается её 5'конец, окончанием цепи 3'конец. Количество рибонуклеотидных остатков в молекулах РНК различных классов колеблется от 7 8 десятков до нескольких тысяч, а молекулярная масса молекул РНК составляет от 25 тысяч (тРНК) до нескольких миллионов дальтон (рРНК).

Молекулы РНК представляют собой одиночные полинуклеотидные цепи, не имеющие на всем своем протяжении регулярной пространственной упаковки. Однако на отдельных участках молекулы РНК имеются элементы вторичной структуры, получившие название «шпилек». Они формируются за счет образования на отдельных участках полинуклеотидной цепи РНК петель, которые далее перекручиваются с образованием спирализованных структур:

Эти спирализованные участки цепи РНК имеют правую закрутку и по своим пространственным параметрам более всего напоминают Аформу ДНК. Стабилизируются эти структуры водородными связями между азотистыми основаниями нуклеотидных остатков антипараллельных участков цепи РНК, участвующих в формировании «шпильки». Однако полной комплементарности этих участков цепи РНК все же нет, поэтому спиральная структура имеет менее правильный характер, нежели вторичная структура ДНК. В стабилизации «шпилек», повидимому, принимает участие и стэкингвзаимодействие. Эти элементы вторичной структуры РНК жесткие и при дальнейшей пространственной упаковке молекулы, т.е. при формировании её третичной структуры, не перегибаются.

Третичная структура РНК это определенный способ укладки полинуклеотидной цепи РНК в определенном объеме пространства. За счет пластичности участков цепи, не принимающих участия в формировании «шпилек», молекулы РНК тем или иным образом компактизуются, формируя объемные структуры, присущие тому или иному классу РНК. Стабилизация таких структур осуществляется за счет электростатического и гидрофобного взаимодействий между элементами цепи РНК. Кроме того, в стабилизации третичной структуры РНК играет большую роль взаимодействие этих молекул с белками, в особенности это касается молекул РНК, имеющих большие по размерам полинуклеотидные цепи, как например, у молекул рибосомальных РНК.