يتعامل علم الأحياء الجزيئي مع دراسة بنية ووظائف جزيئات المواد العضوية التي تتكون منها الخلايا الحية للنباتات والحيوانات والبشر. يتم إعطاء مكان خاص بينهم لمجموعة من المركبات تسمى الأحماض النووية (النووية).
هناك نوعان: الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA) والحمض النووي الريبي. يحتوي الأخير على العديد من التعديلات: i-RNA و t-RNA و r-RNA ، والتي تختلف في وظائفها وموقعها في الخلية. هذه المقالة مخصصة لدراسة الأسئلة التالية: أين يتم تصنيع الرنا الريباسي في الخلايا بدائية النواة وحقيقية النواة ، ما هو هيكلها وأهميتها.
الخلفية التاريخية
يمكن العثور على أول ذكر علمي لحمض الريبوسوم في دراسات R. معامل الترسيب من المعلومات ونقل الحمض النووي الريبي. في أغلب الأحيان ، جزيئاتهمالموجودة في النواة ، وكذلك في عضيات الخلية - الريبوسومات المسؤولة عن تخليق البروتين الخلوي. كانت تسمى الريبوسوم (الأحماض الريبوسومية الريبوسومية).
خاصية RNA
الحمض النووي الريبي ، مثل الحمض النووي ، عبارة عن بوليمر ، ومونومراته عبارة عن نيوكليوتيدات من 4 أنواع: الأدينين ، والجوانين ، واليوراسيل ، والسيتيدين ، متصلة بواسطة روابط فوسفوديستر في جزيئات طويلة مفردة ، ملتوية على شكل حلزوني أو وجود مطابقة أكثر تعقيدًا. هناك أيضًا أحماض ريبوزومية مزدوجة الشريطة موجودة في الفيروسات المحتوية على الحمض النووي الريبي وتكرار وظائف الحمض النووي: الحفاظ على الصفات الوراثية ونقلها.
ثلاثة أنواع من الأحماض هي الأكثر شيوعًا في الخلية ، وهي: المصفوفة ، أو المعلوماتية ، الحمض النووي الريبي ، ونقل الحمض الريبوسومي الريبي النووي ، الذي ترتبط به الأحماض الأمينية ، وكذلك حمض الريبوسوم الموجود في النواة والخلية السيتوبلازم
يشكل الحمض النووي الريبي الريبوسومي حوالي 80٪ من الكمية الإجمالية للأحماض النووية الريبية في الخلية و 60٪ من كتلة الريبوسوم ، وهو عضو عضوي يصنع البروتين الخلوي. يتم تصنيع (نسخ) جميع الأنواع المذكورة أعلاه في أقسام معينة من الحمض النووي ، تسمى جينات الحمض النووي الريبي. في عملية التوليف ، تشارك جزيئات إنزيم خاص ، RNA polymerase. المكان الموجود في الخلية حيث يتم تصنيع الرنا الريباسي هو النواة ، الموجودة في الكاريوبلازمحبات
النواة ، دورها في التوليف
في حياة الخلية ، تسمى دورة الخلية ، هناك فترة بين أقسامها - الطور البيني. في هذا الوقت ، تظهر أجسام كثيفة ذات بنية حبيبية ، تسمى النوى ، بوضوح في نواة الخلية ، والتي تعد مكونًا لا غنى عنه لكل من الخلايا النباتية والحيوانية.
في علم الأحياء الجزيئي ، ثبت أن النواة هي العضيات حيث يتم تصنيع الرنا الريباسي. أدت المزيد من الأبحاث التي أجراها علماء الخلايا إلى اكتشاف أقسام من الحمض النووي الخلوي ، حيث تم العثور على الجينات المسؤولة عن بنية وتركيب الأحماض الريبوزومية. كانوا يطلقون على المنظم النووي
منظم نووي
حتى الستينيات من القرن العشرين ، كان هناك رأي في علم الأحياء بأن المنظم النووي ، الموجود في موقع الانقباض الثانوي في أزواج الكروموسومات 13 و 14 و 15 و 21 و 22 ، له الشكل من موقع واحد. وجد العلماء المشاركون في دراسة الضرر الكروموسومي ، المسمى الانحرافات ، أنه في لحظة كسر الكروموسوم في موقع الانقباض الثانوي ، يحدث تكوين النوى في كل جزء من أجزائه.
وهكذا ، يمكننا أن نذكر ما يلي: لا يتكون المنظم النووي من واحد ، ولكن من عدة مواضع (جينات) مسؤولة عن تكوين النواة. يتم فيه تصنيع الأحماض النووية الريبوسومية الرنا الريباسي ، والتي تشكل وحدات فرعية من عضيات الخلية التي تصنع البروتين - الريبوسومات.
ما هي الريبوسومات؟
كما ذكرنا سابقًا ، جميع الأنواع الثلاثة الرئيسيةيوجد الحمض النووي الريبي في الخلية ، حيث يتم تصنيعه في مواقع معينة - جينات الحمض النووي. يتكون الحمض النووي الريبي الريبوزومي نتيجة النسخ المجمعات من البروتينات - البروتينات الريبية ، والتي تتشكل منها الأجزاء المكونة للعضية المستقبلية ، ما يسمى بالوحدات الفرعية. من خلال المسام الموجودة في الغشاء النووي ، يمرون إلى السيتوبلازم ويشكلون فيه الهياكل المدمجة ، والتي تشمل أيضًا جزيئات i-RNA و t-RNA ، تسمى polysomes.
يمكن فصل الريبوسومات نفسها تحت تأثير أيونات الكالسيوم وتوجد بشكل منفصل كوحدات فرعية. تحدث العملية العكسية في حجرات السيتوبلازم الخلوي ، حيث تتم عمليات الترجمة - تجميع جزيئات البروتين الخلوي. كلما كانت الخلية أكثر نشاطًا ، زادت كثافة عمليات التمثيل الغذائي فيها ، زاد عدد الريبوسومات التي تحتوي عليها. على سبيل المثال ، تتميز خلايا نخاع العظم الأحمر وخلايا الكبد في الفقاريات والبشر بعدد كبير من هذه العضيات في السيتوبلازم.
كيف يتم تشفير جينات الرنا الريباسي؟
بناءً على ما سبق ، تعتمد بنية وأنواع وعمل جينات الرنا الريباسي على المنظمين النوويين. أنها تحتوي على الجينات التي تحتوي على الجينات ترميز RNA الريبوسوم. قام O. Miller ، بإجراء بحث حول تكوين البويضات في خلايا نيوت ، بتأسيس آلية عمل هذه الجينات. تم تصنيع نسخ من الرنا الريباسي (ما يسمى بالنسخ الأولية) منها ، وتحتوي على حوالي 13 × 103 نيوكليوتيدات ومعامل ترسيب 45 درجة مئوية ، ثم خضعت هذه السلسلة لعملية نضج ، تنتهي بتكوين ثلاثةجزيئات الرنا الريباسي مع معاملات الترسيب 5 ، 8 S ، 28 S ، 18 S.
آلية تشكيل الرنا الريباسي
لنعد إلى تجارب ميلر ، الذي حقق في تركيب الحمض النووي الريبي الريبوزي وأثبت أن الحمض النووي الريبي يعمل كقالب (مصفوفة) لتكوين الرنا الريباسي - نسخة. لقد أثبت أيضًا أن عدد الأحماض الريبوزومية غير الناضجة (pre-r-RNA) التي يتم تكوينها يعتمد على عدد جزيئات إنزيم بوليميريز RNA. ثم يحدث النضج (المعالجة) ، وتبدأ جزيئات الرنا الريباسي فورًا في الارتباط بالببتيدات ، مما يؤدي إلى تكوين البروتين النووي الريبي ، وهو مادة بناء الريبوسوم.
ميزات الأحماض الريبوزومية في الخلايا حقيقية النواة
مع وجود نفس مبادئ الهيكل والآليات الوظيفية المشتركة ، لا يزال لدى الريبوسومات للكائنات بدائية النواة والكائنات النووية اختلافات في الجزيئات الخلوية. لمعرفة ذلك ، استخدم العلماء طريقة بحث تسمى تحليل حيود الأشعة السينية. وجد أن حجم الريبوسوم حقيقيات النوى ، وبالتالي الرنا الريباسي المتضمن فيه ، أكبر ومعامل الترسيب 80 S. ويمكن تقسيم العضية ، التي تفقد أيونات المغنيسيوم ، إلى وحدتين فرعيتين بمؤشرات 60 S و 40 S. يحتوي الجسيم الصغير على جزيء واحد من الحمض ، وجزيء كبير - ثلاثة ، أي أن الخلايا النووية تحتوي على ريبوسومات تتكون من 4 حلزونات عديد النوكليوتيد من الحمض بالخصائص التالية: 28 S RNA - 5 آلاف نيوكليوتيد ، 18 S - 2000 5 نيوكليوتيدات S - 120 ، 5 ، 8 ق - 160. الموقع الذي يتم فيه تصنيع الرنا الريباسي في الخلايا حقيقية النواة هو النواة الموجودة في البلازما النووية للنواة.
RNA الريبوسوم لبدائيات النوى
على عكس r-RNA ،عند دخول الخلايا النووية ، يتم نسخ الأحماض الريبوسومية للبكتيريا في منطقة مضغوطة من السيتوبلازم تحتوي على DNA وتسمى nucleoid. يحتوي على جينات الرنا الريباسي. النسخ ، يمكن تمثيل الخاصية العامة لها كعملية إعادة كتابة المعلومات من الرنا الريباسي لجينات الحمض النووي إلى تسلسل نيوكليوتيد لحمض الريبوسوم الريبوزومي ، مع مراعاة قاعدة تكامل الكود الجيني: نوكليويتيد الأدينين يتوافق مع اليوراسيل ، والجوانين إلى السيتوزين.
بكتيريا R-RNA لها وزن جزيئي أقل وحجم أصغر من الخلايا النووية. معامل الترسيب 70 درجة مئوية ، والوحدتان الفرعيتان لهما قيم 50 S و 30 S. يحتوي الجسيم الأصغر على جزيء rRNA واحد ، والجسيم الأكبر يحتوي على اثنين.
دور الحمض النووي الريبي في عملية الترجمة
تتمثل الوظيفة الرئيسية لـ r-RNA في ضمان عملية التخليق الحيوي للبروتين الخلوي - الترجمة. يتم إجراؤه فقط في وجود الريبوسومات التي تحتوي على r-RNA. بدمجها في مجموعات ، فإنها ترتبط بجزيء الحمض النووي المعلوماتي ، وتشكل مجموعة متعددة. جزيئات الحمض الريبوسومي الناقل للحمض النووي الريبوزي ، التي تحمل الأحماض الأمينية ، والتي بمجرد أن ترتبط ببعضها البعض عن طريق روابط الببتيد ، تشكل بوليمر - بروتين. هو أهم مركب عضوي للخلية ، يقوم بالعديد من الوظائف الهامة: البناء ، النقل ، الطاقة ، الأنزيمية ، الحماية والإشارات.
فحصت هذه المقالة خصائص وهيكل ووصف الأحماض النووية الريبوسومية ، وهيالبوليمرات الحيوية العضوية للخلايا النباتية والحيوانية والبشرية.
