هذه هي المرحلة التي تميز تنفيذ المعلومات الجينية المتوفرة في الخلايا مثل حقيقيات النوى وبدائيات النوى.
تفسير هذا المفهوم
مترجم من الإنجليزية ، يعني هذا المصطلح "المعالجة ، المعالجة". المعالجة هي عملية تكوين جزيئات الحمض النووي الريبي الناضجة من قبل الحمض النووي الريبي. بعبارة أخرى ، هذه مجموعة من التفاعلات التي تؤدي إلى تحويل منتجات النسخ الأولية (أنواع مختلفة قبل الحمض النووي الريبي) إلى جزيئات تعمل بالفعل.
بالنسبة إلى معالجة r- و tRNA ، غالبًا ما ينحصر الأمر في قطع الأجزاء الزائدة من نهايات الجزيئات. إذا تحدثنا عن mRNA ، فيمكن هنا ملاحظة أنه في حقيقيات النوى تستمر هذه العملية في عدة مراحل.
إذن ، بعد أن تعلمنا بالفعل أن المعالجة هي تحويل نسخة أولية إلى جزيء RNA ناضج ، فإن الأمر يستحق الانتقال إلى النظر في ميزاته.
السمات الرئيسية للمفهوم قيد الدراسة
وهذا يشمل ما يلي:
- تعديل طرفي الجزيء والحمض النووي الريبي ، يتم خلاله ربط متواليات نوكليوتيد محددة بهما ، مما يوضح مكان البداية(نهاية) البث ؛
- الربط - قطع تسلسل الحمض النووي الريبي غير المفيد الذي يتوافق مع إنترونات الحمض النووي.
بالنسبة إلى بدائيات النوى ، فإن mRNA الخاص بهم لا يخضع للمعالجة. لديه القدرة على العمل مباشرة بعد نهاية التركيب.
أين تتم العملية المعنية؟
في أي كائن حي ، تتم معالجة الحمض النووي الريبي في النواة. يتم إجراؤه عن طريق إنزيمات خاصة (مجموعتهم) لكل نوع فردي من الجزيئات. يمكن أيضًا معالجة منتجات الترجمة مثل polypeptides التي تقرأ مباشرة من mRNA. تخضع ما يسمى بالجزيئات الأولية لمعظم البروتينات - الكولاجين ، والغلوبولين المناعي ، والإنزيمات الهضمية ، وبعض الهرمونات - لهذه التغييرات ، وبعد ذلك يبدأ عملها الحقيقي في الجسم.
لقد تعلمنا بالفعل أن المعالجة هي عملية تكوين RNA ناضج من قبل RNA. الآن يستحق الأمر الخوض في طبيعة الحمض النووي الريبي نفسه.
RNA: الطبيعة الكيميائية
هذا حمض نووي الريبوني ، وهو عبارة عن بوليمر مشترك من بيريميدين وبيورين ريبونوكليتيتيد ، والتي ترتبط ببعضها البعض ، تمامًا كما هو الحال في الحمض النووي ، بواسطة جسور فوسفوديستر 3 '- 5'.
على الرغم من حقيقة أن هذين النوعين من الجزيئات متشابهان ، إلا أنهما يختلفان بعدة طرق.
السمات المميزة للحمض النووي الريبي والحمض النووي
أولاً ، يحتوي الحمض النووي الريبي على بقايا كربون ، والتي لها بيريميدين وبيورينالقواعد ، مجموعات الفوسفات - الريبوز ، بينما يحتوي الحمض النووي على 2'-deoxyribose.
ثانيًا ، تختلف أيضًا مكونات البيريميدين. المكونات المماثلة هي نيوكليوتيدات الأدينين والسيتوزين والجوانين. يحتوي الحمض النووي الريبي على اليوراسيل بدلاً من الثايمين.
ثالثًا ، يحتوي الحمض النووي الريبي (RNA) على بنية أحادية السلسلة ، بينما الحمض النووي هو جزيء ثنائي الشريطة. لكن حبلا الحمض النووي الريبي يحتوي على مناطق ذات قطبية متعاكسة (تسلسل تكميلي) تسمح لخصلها الفردي بالثني وتشكيل "دبابيس شعر" - هياكل تتمتع بخصائص ثنائية الشريطة (كما هو موضح في الشكل أعلاه).
رابعًا ، نظرًا لحقيقة أن الحمض النووي الريبي هو خيط واحد مكمل لواحد فقط من خيوط الحمض النووي ، لا يجب أن يكون الجوانين موجودًا فيه في نفس محتوى السيتوزين ، والأدينين مثل اليوراسيل.
خامسًا ، يمكن تحلل الحمض النووي الريبي باستخدام القلويات إلى 2 '، 3'-cyclic diesters من أحاديات النيوكليوتيدات. يتم لعب دور المنتج الوسيط في التحلل المائي بمقدار 2 '، 3' ، 5 - ثلاثي ، وهو غير قادر على التكوين في سياق عملية مماثلة للحمض النووي بسبب عدم وجود مجموعات 2'-hydroxyl فيه. بالمقارنة مع الحمض النووي ، فإن القابلية القلوية للحمض النووي الريبي هي خاصية مفيدة لكل من الأغراض التشخيصية والتحليلية.
المعلومات الواردة في الحمض النووي الريبي 1-الذين تقطعت بهم السبل تتحقق عادة كسلسلة من قواعد بيريميدين والبيورين ، وبعبارة أخرى ، في شكل الهيكل الأساسي لسلسلة البوليمر.
هذا التسلسلمكمل لسلسلة الجينات (الترميز) التي "يقرأ" منها الحمض النووي الريبي. بسبب هذه الخاصية ، يمكن لجزيء الحمض النووي الريبي أن يرتبط على وجه التحديد بحبل تشفير ، لكنه غير قادر على القيام بذلك باستخدام خيط DNA غير مشفر. تسلسل الحمض النووي الريبي ، باستثناء استبدال T بـ U ، مشابه لتسلسل الجين غير المشفر للجين.
أنواع RNA
جميعهم تقريبًا يشاركون في عملية مثل التخليق الحيوي للبروتين. الأنواع التالية من الحمض النووي الريبي معروفة:
- مصفوفة (مرنا). هذه هي جزيئات الحمض النووي الريبي السيتوبلازمي التي تعمل كقوالب لتخليق البروتين.
- الريبوسوم (الرنا الريباسي). هذا هو جزيء الحمض النووي الريبي السيتوبلازمي الذي يعمل كمكونات هيكلية مثل الريبوسومات (عضيات تشارك في تخليق البروتين).
- النقل (tRNA). هذه جزيئات من الأحماض النووية الريبونية التي تشارك في ترجمة (ترجمة) معلومات الرنا المرسال إلى تسلسل الأحماض الأمينية الموجودة بالفعل في البروتينات.
جزء مهم من الحمض النووي الريبي في شكل نسخ أولية ، والتي تتشكل في الخلايا حقيقية النواة ، بما في ذلك خلايا الثدييات ، يخضع لعملية التدهور في النواة ، ولا يلعب دورًا إعلاميًا أو هيكليًا في السيتوبلازم
في الخلايا البشرية (المزروعة) تم العثور على فئة من الأحماض النووية الريبية الصغيرة ، والتي لا تشارك بشكل مباشر في تخليق البروتين ، ولكنها تؤثر على معالجة الحمض النووي الريبي ، وكذلك "البنية" الخلوية الشاملة. تختلف أحجامها ، فهي تحتوي على 90 - 300 نيوكليوتيد.
الحمض النووي الريبي هو المادة الوراثية الرئيسية فيعدد من الفيروسات النباتية والحيوانية. لا تمر بعض فيروسات الحمض النووي الريبي (RNA) أبدًا من خلال النسخ العكسي لـ RNA إلى DNA. ومع ذلك ، لا يزال العديد من فيروسات الحيوانات ، على سبيل المثال ، الفيروسات القهقرية ، تتميز بالترجمة العكسية لجينوم الحمض النووي الريبي الخاص بها ، والتي يتم توجيهها بواسطة النسخ العكسي المعتمد على الحمض النووي الريبي (بوليميراز الحمض النووي) مع تكوين نسخة DNA ثنائية الشريطة. في معظم الحالات ، يتم إدخال نسخة DNA ثنائية الشريطة الناشئة في الجينوم ، مما يوفر مزيدًا من التعبير عن الجينات الفيروسية وإنتاج نسخ جديدة من جينومات الحمض النووي الريبي (الفيروسي أيضًا).
تعديلات ما بعد النسخ للحمض النووي الريبي
جزيئاته المركبة مع بوليميراز الحمض النووي الريبي دائمًا ما تكون غير نشطة وظيفيًا وتعمل كسلائف ، أي ما قبل الحمض النووي الريبي. يتم تحويلها إلى جزيئات ناضجة بالفعل فقط بعد اجتياز التعديلات المناسبة بعد النسخ من الحمض النووي الريبي - مراحل نضجه.
يبدأ تكوين الرنا المرسال الناضج أثناء تخليق الحمض النووي الريبي والبوليميراز الثاني في مرحلة الاستطالة. يتم بالفعل ربط الطرف 5'-end من حبلا الحمض النووي الريبي المتنامي تدريجيًا بواسطة الطرف 5'من GTP ، ثم يتم قطع أورثو فوسفات. علاوة على ذلك ، يتم ميثلة الجوانين بمظهر 7-ميثيل- GTP. هذه المجموعة الخاصة ، والتي هي جزء من mRNA ، تسمى "غطاء" (قبعة أو غطاء).
اعتمادًا على نوع الحمض النووي الريبي (الريبوسوم ، النقل ، القالب ، إلخ) ، تخضع السلائف لتعديلات متسلسلة مختلفة. على سبيل المثال ، تخضع سلائف الرنا المرسال للربط ، والمثيلة ، والسد ، وعديد الأدينيل ، والتحرير في بعض الأحيان.
حقيقيات النوى: المجموعميزة
الخلية حقيقية النواة هي مجال الكائنات الحية ، وتحتوي على النواة. بالإضافة إلى البكتيريا ، العتائق ، أي كائنات هي نووية. النباتات والفطريات والحيوانات ، بما في ذلك مجموعة الكائنات الحية التي تسمى الطلائعيات ، كلها كائنات حقيقية النواة. كلاهما مكون من خلية واحدة ومتعدد الخلايا ، لكن لديهم جميعًا خطة مشتركة للبنية الخلوية. من المقبول عمومًا أن هذه الكائنات ، غير المتشابهة جدًا ، لها نفس الأصل ، ولهذا السبب يُنظر إلى المجموعة النووية على أنها تصنيف أحادي الطبقة من أعلى رتبة.
بناءً على الفرضيات الشائعة ، نشأت حقيقيات النوى منذ 1.5 - 2 مليار سنة. يتم إعطاء دور مهم في تطورها للتكافل - تكافل خلية حقيقية النواة لديها نواة قادرة على البلعمة والبكتيريا التي تبتلعها - سلائف البلاستيدات والميتوكوندريا.
بدائيات النوى: الخصائص العامة
هذه كائنات حية أحادية الخلية لا تحتوي على نواة (مشكلة) ، وبقية عضيات الغشاء (داخلية). جزيء الحمض النووي الدائري الوحيد ذو الشريطة المزدوجة الذي يحتوي على معظم المواد الوراثية الخلوية هو جزيء لا يشكل معقدًا ببروتينات هيستون.
بدائيات النوى تشمل العتائق والبكتيريا ، بما في ذلك البكتيريا الزرقاء. أحفاد الخلايا غير النووية - عضيات حقيقية النواة - البلاستيدات ، الميتوكوندريا. وهي مقسمة إلى 2 تصنيفات داخل رتبة المجال: العتائق والبكتيريا.
لا تحتوي هذه الخلايا على غلاف نووي ، يحدث تغليف الحمض النووي دون تدخل الهيستونات. نوع تغذيتهم هو تناضحي ، والمادة الوراثيةيتم تمثيله بجزيء DNA واحد ، مغلق في حلقة ، ويوجد فقط 1 ريبلكون. بدائيات النوى لها عضيات لها بنية غشائية.
الفرق بين حقيقيات النوى وبدائيات النوى
ترتبط السمة الأساسية للخلايا حقيقية النواة بوجود جهاز وراثي فيها ، والذي يقع في النواة ، حيث يحميها غلاف. الحمض النووي الخاص بهم خطي ، ويرتبط ببروتينات هيستون ، وبروتينات صبغية أخرى غائبة في البكتيريا. كقاعدة عامة ، توجد مرحلتان نوويتان في دورة حياتهما. يمتلك المرء مجموعة أحادية العدد من الكروموسومات ، ومن ثم يتم دمج خليتين فرديتين تشكلان خلية ثنائية الصبغيات ، والتي تحتوي بالفعل على المجموعة الثانية من الكروموسومات. ويحدث أيضًا أنه أثناء الانقسام اللاحق ، تصبح الخلية مرة أخرى أحادية العدد. هذا النوع من دورة الحياة ، وكذلك الثنائية الصبغية بشكل عام ، ليس من سمات بدائيات النوى.
الاختلاف الأكثر إثارة للاهتمام هو وجود عضيات خاصة في حقيقيات النوى ، والتي لها أجهزتها الوراثية الخاصة وتتكاثر عن طريق الانقسام. هذه الهياكل محاطة بغشاء. هذه العضيات هي البلاستيدات والميتوكوندريا. من حيث النشاط الحيوي والهيكل ، فهي تشبه البكتيريا بشكل مدهش. دفع هذا الظرف العلماء إلى الاعتقاد بأنهم أحفاد الكائنات البكتيرية التي دخلت في تعايش مع حقيقيات النوى.
بدائيات النوى لديها عدد قليل من العضيات ، لا أحد منها محاط بغشاء ثان. يفتقرون إلى الشبكة الإندوبلازمية وجهاز جولجي والليزوزومات.
اختلاف مهم آخر بين حقيقيات النوى وبدائيات النوى هو وجود ظاهرة الالتقام في حقيقيات النوى ، بما في ذلك البلعمة فيمعظم المجموعات. هذا الأخير هو القدرة على الالتقاط عن طريق الحبس في فقاعة غشاء ، ثم هضم العديد من الجزيئات الصلبة. توفر هذه العملية أهم وظيفة وقائية في الجسم. يُفترض أن حدوث البلعمة يرجع إلى حقيقة أن خلاياها ذات حجم متوسط. من ناحية أخرى ، فإن الكائنات بدائية النواة أصغر حجمًا بشكل غير قابل للقياس ، وهذا هو السبب في أنه أثناء تطور حقيقيات النوى ، نشأت حاجة مرتبطة بتزويد الخلية بكمية كبيرة من الطعام. ونتيجة لذلك ، نشأت بينهم أول مفترسات متحركة
المعالجة كإحدى خطوات التخليق الحيوي للبروتين
هذه هي الخطوة الثانية التي تبدأ بعد النسخ. تحدث معالجة البروتين فقط في حقيقيات النوى. هذا هو نضج mRNA. على وجه الدقة ، هذا هو إزالة المناطق التي لا ترميز بروتين ، وإضافة عناصر تحكم.
الخلاصة
توضح هذه المقالة ما هي المعالجة (علم الأحياء). كما يخبرنا ماهية الحمض النووي الريبي ، ويسرد أنواعه وتعديلات ما بعد النسخ. تعتبر السمات المميزة لحقيقيات النوى وبدائيات النوى.
أخيرًا ، تجدر الإشارة إلى أن المعالجة هي عملية تكوين RNA ناضج من قبل RNA.
