L'interaction et la structure de l'ARNI, de l'ARNt, de l'ARNR - les trois principaux acides nucléiques, sont considérées par une science telle que la cytologie. Cela aidera à découvrir quel est le rôle de l'acide ribonucléique de transport (ARNt) dans les cellules. Cette molécule très petite, mais en même temps indéniablement importante, participe au processus de combinaison des protéines qui composent le corps.
Quelle est la structure de l'ARNt ? Il est très intéressant de considérer cette substance "de l'intérieur", pour connaître sa biochimie et son rôle biologique. Et aussi, comment la structure de l'ARNt et son rôle dans la synthèse des protéines sont-ils liés ?
Qu'est-ce que l'ARNt, comment ça marche ?
Transport L'acide ribonucléique est impliqué dans la construction de nouvelles protéines. Près de 10 % de tous les acides ribonucléiques sont transportés. Pour clarifier les éléments chimiques à partir desquels une molécule est formée, nous décrirons la structure de la structure secondaire de l'ARNt. La structure secondaire considère toutes les liaisons chimiques majeures entre les éléments.
Il s'agit d'une macromolécule constituée d'une chaîne polynucléotidique. Les bases azotées qu'il contient sont reliées par des liaisons hydrogène. Comme dans l'ADN, l'ARN possède 4 bases azotées: l'adénine,cytosine, guanine et uracile. Dans ces composés, l'adénine est toujours associée à l'uracile, et la guanine, comme d'habitude, à la cytosine.
Pourquoi un nucléotide a-t-il le préfixe ribo- ? Simplement, tous les polymères linéaires qui ont un ribose au lieu d'un pentose à la base du nucléotide sont appelés ribonucléiques. Et l'ARN de transfert est l'un des 3 types d'un tel polymère ribonucléique.
Structure de l'ARNt: biochimie
Regardons dans les couches les plus profondes de la structure moléculaire. Ces nucléotides ont 3 composants:
- Le saccharose, le ribose est impliqué dans tous les types d'ARN.
- Acide phosphorique.
- Bases azotées. Ce sont des purines et des pyrimidines.
Les bases azotées sont reliées entre elles par des liaisons fortes. Il est d'usage de diviser les bases en purine et pyrimidine.
Les purines sont l'adénine et la guanine. L'adénine correspond à un adénynucléotide de 2 cycles interconnectés. Et la guanine correspond au même nucléotide guanine "à cycle unique".
Les pyramidines sont la cytosine et l'uracile. Les pyrimidines ont une structure à un seul cycle. Il n'y a pas de thymine dans l'ARN, puisqu'elle est remplacée par un élément tel que l'uracile. Ceci est important à comprendre avant d'examiner d'autres caractéristiques structurelles de l'ARNt.
Types d'ARN
Comme vous pouvez le voir, la structure de l'ARNT ne peut pas être brièvement décrite. Vous devez vous plonger dans la biochimie pour comprendre le but de la molécule et sa véritable structure. Quels autres nucléotides ribosomiques sont connus ? Il existe également des acides nucléiques matriciels ou informationnels et ribosomiques. Abrégé en ARN et ARN. Tous les 3les molécules travaillent en étroite collaboration les unes avec les autres dans la cellule afin que le corps reçoive des globules de protéines correctement structurés.
Il est impossible d'imaginer le travail d'un polymère sans l'aide de 2 autres. Les caractéristiques structurelles des ARNt deviennent plus compréhensibles lorsqu'elles sont vues en conjonction avec des fonctions directement liées au travail des ribosomes.
La structure de l'ARNI, de l'ARNt et de l'ARNR est similaire à bien des égards. Tous ont une base de ribose. Cependant, leur structure et leurs fonctions sont différentes.
Découverte des acides nucléiques
Le Suisse Johann Miescher a trouvé des macromolécules dans le noyau cellulaire en 1868, plus tard appelées nucléines. Le nom "nucléines" vient du mot (noyau) - le noyau. Bien qu'un peu plus tard, on ait découvert que chez les créatures unicellulaires qui n'ont pas de noyau, ces substances sont également présentes. Au milieu du 20e siècle, le prix Nobel a été reçu pour la découverte de la synthèse des acides nucléiques.
TARN fonctionne dans la synthèse des protéines
Le nom lui-même - ARN de transfert parle de la fonction principale de la molécule. Cet acide nucléique "apporte" avec lui l'acide aminé essentiel requis par l'ARN ribosomal pour fabriquer une protéine particulière.
La molécule d'ARNt a peu de fonctions. La première est la reconnaissance du codon IRNA, la seconde fonction est la livraison de blocs de construction - des acides aminés pour la synthèse des protéines. Certains autres experts distinguent la fonction d'accepteur. C'est-à-dire l'addition d'acides aminés selon le principe covalent. Une enzyme telle que l'aminocil-tRNA synthatase aide à "fixer" cet acide aminé.
Comment la structure de l'ARNt est-elle liée à sonles fonctions? Cet acide ribonucléique spécial est disposé de telle sorte que d'un côté se trouvent des bases azotées, toujours connectées par paires. Ce sont les éléments que nous connaissons - A, U, C, G. Exactement 3 "lettres" ou bases azotées constituent l'anticodon - l'ensemble inverse d'éléments qui interagissent avec le codon selon le principe de complémentarité.
Cette caractéristique structurelle importante de l'ARNt garantit qu'il n'y aura pas d'erreurs lors du décodage de l'acide nucléique matrice. Après tout, cela dépend de la séquence exacte des acides aminés si la protéine dont le corps a besoin à l'heure actuelle est synthétisée correctement.
Caractéristiques du bâtiment
Quelles sont les caractéristiques structurelles de l'ARNt et son rôle biologique ? C'est une structure très ancienne. Sa taille se situe entre 73 et 93 nucléotides. Le poids moléculaire d'une substance est de 25 000 à 30 000.
La structure de la structure secondaire de l'ARNt peut être désassemblée en étudiant les 5 éléments principaux de la molécule. Ainsi, cet acide nucléique est constitué des éléments suivants:
- boucle de contact enzymatique;
- boucle de contact avec le ribosome;
- boucle d'anticodon;
- racine acceptrice;
- l'anticodon lui-même.
Et également allouer une petite boucle variable dans la structure secondaire. Une épaule dans tous les types d'ARNt est la même - une tige de deux résidus de cytosine et d'un résidu d'adénosine. C'est à cet endroit que se produit la connexion avec 1 des 20 acides aminés disponibles. Chaque acide aminé a une enzyme distincte - son propre aminoacyl-ARNt.
Toutes les informations qui chiffrent la structure de tousles acides nucléiques se trouvent dans l'ADN lui-même. La structure de l'ARNt chez toutes les créatures vivantes de la planète est presque identique. Il ressemblera à une feuille lorsqu'il est visualisé en 2D.
Cependant, si vous regardez en volume, la molécule ressemble à une structure géométrique en forme de L. Ceci est considéré comme la structure tertiaire de l'ARNt. Mais pour la commodité de l'étude, il est d'usage de «détordre» visuellement. La structure tertiaire est formée à la suite de l'interaction des éléments de la structure secondaire, ces parties qui sont mutuellement complémentaires.
Les bras ou anneaux de l'ARNt jouent un rôle important. Un bras, par exemple, est nécessaire pour la liaison chimique avec une enzyme particulière.
Une caractéristique d'un nucléotide est la présence d'un grand nombre de nucléosides. Il existe plus de 60 types de ces nucléosides mineurs.
Structure de l'ARNt et codage des acides aminés
Nous savons que l'anticodon d'ARNt est long de 3 molécules. Chaque anticodon correspond à un acide aminé spécifique, "personnel". Cet acide aminé est relié à la molécule d'ARNt à l'aide d'une enzyme spéciale. Dès que les 2 acides aminés se rejoignent, les liaisons avec l'ARNt sont rompues. Tous les composés chimiques et les enzymes sont nécessaires jusqu'au moment requis. C'est ainsi que la structure et les fonctions de l'ARNt sont interconnectées.
Il existe 61 types de ces molécules dans la cellule. Il peut y avoir 64 variations mathématiques. Cependant, 3 types d'ARNt manquent en raison du fait que ce nombre exact de codons d'arrêt dans l'ARNI n'a pas d'anticodons.
Interaction entre IRNA et TRNA
Considérons l'interaction d'une substance avec l'ARNM et l'ARNR, ainsi que les caractéristiques structurelles de l'ARNT. Structure et objectifles macromolécules sont interconnectées.
La structure de l'IRNA copie les informations d'une section distincte de l'ADN. L'ADN lui-même est une trop grande connexion de molécules, et il ne quitte jamais le noyau. Par conséquent, un ARN intermédiaire est nécessaire - informationnel.
Sur la base de la séquence de molécules copiées par l'ARN, le ribosome construit une protéine. Le ribosome est une structure polynucléotidique distincte, dont la structure doit être expliquée.
Interaction ARNt ribosomique
L'ARN ribosomique est un énorme organite. Son poids moléculaire est de 1 000 000 à 1 500 000. Près de 80 % de la quantité totale d'ARN sont des nucléotides ribosomiques.
Il capture en quelque sorte la chaîne IRNA et attend les anticodons qui apporteront des molécules d'ARNt avec eux. L'ARN ribosomique se compose de 2 sous-unités: une petite et une grande.
Le ribosome est appelé "l'usine", car dans cet organite se déroule toute la synthèse des substances nécessaires à la vie quotidienne. C'est aussi une structure cellulaire très ancienne.
Comment se fait la synthèse des protéines dans le ribosome ?
La structure de l'ARNt et son rôle dans la synthèse des protéines sont interdépendants. L'anticodon situé sur l'un des côtés de l'acide ribonucléique convient dans sa forme à la fonction principale - la livraison d'acides aminés au ribosome, où se produit l'alignement progressif de la protéine. Essentiellement, le TRNA agit comme un intermédiaire. Sa tâche est uniquement d'apporter l'acide aminé nécessaire.
Lorsque des informations sont lues à partir d'une partie de l'IRNA, le ribosome se déplace plus loin le long de la chaîne. La matrice n'est nécessaire que pour la transmissioninformations codées sur la configuration et la fonction d'une seule protéine. Ensuite, un autre ARNt s'approche du ribosome avec ses bases azotées. Il décode également la partie suivante du RNC.
Le décodage se produit comme suit. Les bases azotées se combinent selon le principe de complémentarité de la même manière que dans l'ADN lui-même. En conséquence, TRNA voit où il doit "s'amarrer" et à quel "hangar" envoyer l'acide aminé.
Puis dans le ribosome, les acides aminés ainsi sélectionnés sont liés chimiquement, étape par étape une nouvelle macromolécule linéaire se forme, qui, après la fin de la synthèse, se tord en un globule (boule). Les ARNt et IARN utilisés, ayant rempli leur fonction, sont retirés de l'"usine" à protéines.
Lorsque la première partie du codon se connecte à l'anticodon, le cadre de lecture est déterminé. Par la suite, si pour une raison quelconque un décalage de cadre se produit, alors certains signes de la protéine seront rejetés. Le ribosome ne peut pas intervenir dans ce processus et résoudre le problème. Ce n'est qu'une fois le processus terminé que les 2 sous-unités d'ARNr sont à nouveau combinées. En moyenne, pour 104 acides aminés, il y a 1 erreur. Pour chaque tranche de 25 protéines déjà assemblées, au moins 1 erreur de réplication se produit à coup sûr.
TRNA en tant que molécules reliques
Puisque l'ARNt peut avoir existé au moment de l'origine de la vie sur terre, on l'appelle une molécule relique. On pense que l'ARN est la première structure qui a existé avant l'ADN et qui a ensuite évolué. L'hypothèse du monde de l'ARN - formulée en 1986 par le lauréat W alter Gilbert. Cependant, pour prouverc'est encore difficile. La théorie est défendue par des faits évidents - les molécules d'ARNt sont capables de stocker des blocs d'informations et de mettre en œuvre ces informations d'une manière ou d'une autre, c'est-à-dire de fonctionner.
Mais les opposants à la théorie affirment qu'une courte durée de vie d'une substance ne peut garantir que l'ARNt est un bon vecteur de toute information biologique. Ces nucléotides sont rapidement dégradés. La durée de vie de l'ARNt dans les cellules humaines varie de quelques minutes à plusieurs heures. Certaines espèces peuvent durer jusqu'à une journée. Et si nous parlons des mêmes nucléotides dans les bactéries, les termes sont beaucoup plus courts - jusqu'à plusieurs heures. De plus, la structure et les fonctions de l'ARNt sont trop complexes pour qu'une molécule devienne l'élément principal de la biosphère terrestre.
