Acizi ribonucleici ribozomali

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 31 octombrie 2021; verificarea necesită 1 editare .

Acizii ribonucleici ribozomali ( ARNr ) sunt mai multe molecule de ARN care formează baza ribozomului . Scopul principal al ARNr-ului este de a efectua traducerea  - citirea informațiilor din ARNm folosind molecule adaptoare de ARNt și catalizarea formării de legături peptidice între aminoacizii atașați la ARNt .

Specie

Subunitățile ribozomale și nomenclatura ARNr

Pe imaginile microscopice electronice ale ribozomilor intacți, se observă că aceștia constau din două subparticule care diferă ca mărime. Legătura dintre aceste subparticule este relativ slabă: atunci când parametrii de mediu se modifică, ceea ce duce la deprotecția electrostatică a grupărilor fosfat de ARNr (de exemplu, când concentrația ionilor de magneziu scade), ribozomul se disociază în subparticule, o astfel de disociere este reversibilă: atunci când mediul de mediu. parametrii sunt restaurați, subparticulele se reasociază în ribozomii originali.

Raportul maselor subparticulelor este ~2:1; mase, la rândul lor, sunt exprimate în constante de sedimentare măsurate direct (rata de sedimentare în unități Svedberg , S) în timpul ultracentrifugării . Acesta este parametrul care a stat la baza nomenclaturii ARNr și a subunităților ribozomale: denumirile formei

[factor de sedimentare]S

Deci, de exemplu, ARN-ul ribozomal al procariotelor cu un coeficient de sedimentare de 16 unități Svedberg este desemnat ca ARNr 16S .

Deoarece coeficienții de sedimentare depind nu numai de masa moleculară, ci și de forma particulelor, coeficienții de sedimentare în timpul disocierii sunt non-aditivi: de exemplu, ribozomii bacterieni cu o greutate moleculară de ~3⋅106 Dalton au o sedimentare . coeficientul 70S, notat cu 70S, și se disociază în subunități 50S și 30s:

70S 50S+30S

Subunitățile ribozomale conțin fiecare câte o moleculă lungă de ARNr, a cărei masă este de ~1/2–2/3 din masa subunității ribozomale, astfel, în cazul ribozomilor bacterieni, subunitatea 70S conține ARNr 50S (~3000 de nucleotide). lung) și subunitatea 30S conține ARNr 16S (lungime ~1500 nucleotide); o subunitate ribozomală mare, pe lângă un ARNr „lung”, conține și unul sau două ARNr „scurte” (ARNr 5S al subunităților ribozomale bacteriene 50S sau 5S și ARNr 5,8S al subunităților ribozomale mari eucariote).

Sinteză

ARN-ul ribozomal reprezintă o proporție mare (până la 80%) din tot ARN-ul celular; o astfel de cantitate de ARNr necesită transcripție intensivă a genelor care îl codifică. Această intensitate este asigurată de un număr mare de copii ale genelor care codifică ARNr: la eucariote, există de la câteva sute (~200 în drojdie ) până la zeci de mii (50-120 mii de copii au fost raportate pentru diverse linii de bumbac) de gene organizate. în matrice de repetări în tandem .

La oameni, genele care codifică ARNr sunt, de asemenea, organizate în grupuri de repetări în tandem situate în regiunile centrale ale brațului scurt al cromozomilor 13, 14, 15, 21 și 22 .

Ele sunt sintetizate de ARN polimeraza I sub forma unei molecule lungi de ARN pre-ribozomal, care este tăiată în ARN-uri individuale care formează baza ribozomilor. În bacterii și arhee, transcrierea inițială include de obicei ARNr 16S, 23S și 5S, între care există secvențe pre-ARNr care sunt îndepărtate în timpul procesării. De obicei , una sau mai multe gene ARNt sunt situate între genele ARNr 16S și 23S ; Astfel, în E. coli , transcrierea inițială a unui astfel de grup de gene are următoarea secvență:

(ARNr 16S) - (ARNt 1-2) - (ARNr 23S) - (ARNr 5S) - (ARNt 0-2)

O astfel de transcriere este scindată în fragmente de pre-ARNr și ARNt de către enzima ribonucleaza III.

La eucariote, ARNr-urile 18S, 5.8S și 25/28 sunt co-transcrise de ARN polimeraza I, în timp ce gena ARNr 5S este transcrisă de ARN polimeraza III.

La eucariote, locurile de concentrare a genelor care codifică ARNr sunt de obicei clar vizibile în nucleul celulei, datorită acumulării de subunități de ribozom în jurul lor, a căror autoasamblare are loc imediat. Aceste grupuri se colorează bine cu colorații citologice și sunt cunoscute sub numele de nucleol . În consecință, prezența nucleolilor nu este caracteristică tuturor fazelor ciclului celular : în timpul diviziunii celulare în profază, nucleolul se disociază, deoarece sinteza ARNr este suspendată și re-formată la sfârșitul telofazei când sinteza ARNr este reluată.

Analiza comparativă a ARNr-urilor pro- și eucariote

ARN-urile ribozomale (precum și ribozomii) ale procariotelor și eucariotelor diferă între ele, deși prezintă similitudini semnificative în secțiunile de secvență. Ribozomul 70S al procariotelor constă dintr-o subunitate mare 50S (construită pe baza a două molecule de ARNr - 5S și 23S) și o subunitate mică 30S (construită pe baza de ARNr 16S ). Ribozomul 80S al eucariotelor constă dintr-o subunitate mare 60S (construită pe baza a trei molecule de ARNr - 5S, 5.8S și 28S) și o subunitate mică 40S (construită pe baza de ARNr 18S).

Utilizarea informațiilor de secvență

Informațiile despre ARNr-ul unui anumit organism sunt folosite în medicină și biologia evolutivă.

În filogenetica moleculară

Gena ARNr este una dintre genele cele mai conservate (cel mai puțin variabile). Prin urmare, poziția sistematică a organismului și timpul de divergență față de speciile strâns înrudite pot fi determinate pe baza analizei asemănărilor și diferențelor în secvențele de ARNr.

În dezvoltarea antibioticelor

ARNr este o țintă pentru un număr mare de antibiotice, dintre care multe sunt utilizate în practica clinică, de exemplu cloramfenicol , eritromicină , kasugamicina , microcoxină , spectinomicina , streptomicina , tiostrepton . Unele antibiotice care leagă pARN sunt eficiente împotriva unor organisme eucariote (de exemplu, higromicină B , paromomicină ).

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii
 Tipuri de ARN
Biosinteza proteinelor
procesarea ARN
Reglarea expresiei genelor
elemente de reglare cis
Elemente parazite
Alte
 Tipuri de acizi nucleici
Baze azotate
Nucleozide
Nucleotide
ARN
ADN
Analogii
Tipuri de vectori