Образование молекул РНК: процессы и места образования (5 видео)

РНК (рибонуклеиновая кислота) — один из важнейших компонентов клеточного метаболизма. Эта молекула является основной формой информационной передачи в живых организмах, а также участвует в синтезе белков. Образование молекул РНК происходит в результате сложной последовательности биохимических процессов.

Процесс образования молекул РНК начинается с транскрипции — процесса, при котором информация в ДНК переписывается в молекулы РНК. Во время транскрипции происходит разделение двухштрендной ДНК и создание одноцепочечной матрицы РНК. Данный процесс осуществляется ферментом РНК-полимеразой, который основывается на принципе комплементарности нуклеотидов.

Места образования молекул РНК различаются в зависимости от типа РНК. Так, рибосомная РНК образуется в специализированных участках ядерного оболочечного ядра — нуклеолуса. Здесь происходит сборка рибосомных субъединиц и синтез рибосомной РНК. Мессенджерная РНК, отвечающая за перенос информации из ДНК в рибосомы, образуется в ядерном оболочечном ядре.

Содержание

Образование молекул РНК
Процессы образования
Транскрипция в ядре
Матричная РНК
Мономеры нуклеотидов
Места образования
Рибосомы
Цитоплазма
📸 Видео

Видео:РНК: строение, виды, функции, отличия от ДНК | биологияСкачать

Образование молекул РНК

Для образования молекулы РНК используется матричная РНК, которая является одной из нитей двухцепочечной молекулы ДНК. Матричную РНК используют дальше для синтеза полноценной молекулы РНК.

Мономерами нуклеотидов, из которых образуются молекулы РНК, являются рибоза, фосфатный остаток и одна из четырех азотистых оснований: аденин, гуанин, цитозин или урацил. После образования молекулы РНК в ядре клетки, она мигрирует в цитоплазму.

В цитоплазме молекулы РНК могут выполнять различные функции, в зависимости от своего типа: передавать информацию из ДНК в рибосомы для процесса синтеза белков, участвовать в регуляции генной активности, выполнять каталитическую функцию в процессе синтеза белков и многое другое.

Видео:«Мир РНК» / Михаил НикитинСкачать

Процессы образования

Молекулы РНК образуются в результате процессов, связанных с транскрипцией и трансляцией генетической информации. Транскрипция происходит в ядре клетки, где ДНК служит матрицей для синтеза РНК. Ранее считалось, что транскрипция может происходить только в ядре, однако сейчас известно, что она может происходить и в других компартментах клетки.

Транскрипция начинается с распознавания промоторного участка ДНК РНК-полимеразой, которая затем инициирует синтез РНК отделяясь от транскрипта. При этом двойная спираль ДНК разделяется, обнажая одну из цепей, которая служит матрицей для синтеза одноцепочечной молекулы РНК.

Синтез РНК происходит путем добавления нуклеотидов к короткой молекуле РНК, прямо на матрице ДНК. Этот процесс осуществляется РНК-полимеразой, которая считывает матрицу ДНК и синтезирует комплементарную цепь РНК. Каждый нуклеотид добавляется к концу молекулы РНК в соответствии с правилами комплементарности: аденин соединяется с урацилом, цитозин – с гуанином, гуанин – с цитозином, а урацил – с аденином.

Синтез РНК продолжается до тех пор, пока РНК-полимераза не достигнет терминаторного участка ДНК или пока не будет отрегулирован другими механизмами. После этого РНК отделяется от матрицы ДНК и образовавшаяся одноцепочечная молекула РНК готова к осуществлению своей функции в клетке.

Транскрипция в ядре	Матричная РНК	Мономеры нуклеотидов
Образуется с помощью РНК-полимеразы	Служит матрицей для синтеза РНК	Добавляются к короткой молекуле РНК
Распознавание промоторного участка ДНК	Разделяется двойная спираль ДНК	Синтезируются комплементарные цепи

Таким образом, процесс образования молекул РНК является сложным и регулируемым механизмом, который играет важную роль в жизнедеятельности клетки.

Транскрипция в ядре

Транскрипция является ключевым этапом в процессе экспрессии генов. Она позволяет клеткам синтезировать РНК, которая играет разнообразные роли в клеточных процессах, таких как производство белков, регуляция генной активности и передача генетической информации.

Механизм транскрипции включает в себя следующие этапы:

Распознавание и связывание ферментом РНК-полимеразой матрицы ДНК с последующим отделением двух спиральных цепей ДНК.
Инициация транскрипции — начало синтеза РНК по матрице ДНК с образованием первого нуклеотида РНК-цепи.
Элонгация транскрипции — продолжение синтеза РНК-цепи по матрице ДНК.
Терминирование транскрипции — окончание синтеза РНК-цепи и отделение ее от матрицы ДНК.

Транскрипция в ядре является сложным и точно регулируемым процессом. Она осуществляется с участием различных белков и ферментов, которые обеспечивают точную и последовательную синтез молекул РНК.

Этот процесс играет важную роль в развитии организма, а также в поддержании его жизнедеятельности. Благодаря транскрипции в ядре клетки образуются различные виды РНК, которые выполняют специфические функции и участвуют во множестве биологических процессов.

Матричная РНК

Образование матричной РНК происходит в процессе транскрипции в ядре клетки. Транскрипция – это процесс синтеза мРНК по матрице ДНК. Матричная РНК является продуктом транскрипции генов, содержащих информацию о последовательности аминокислот в белке.

Мономеры нуклеотидов, составляющие матричную РНК, связываются друг с другом по принципу комплементарности. Это означает, что каждый нуклеотид мРНК соединяется с соответствующим нуклеотидом ДНК на матрице, образуя полную последовательность РНК.

Матричная РНК, созданная в результате транскрипции, покидает ядро клетки и направляется в цитоплазму. Здесь она связывается с рибосомами – структурами, ответственными за синтез белков. Рибосомы читают последовательность нуклеотидов в матричной РНК и на основе этой информации синтезируют цепь аминокислот, которая затем складывается в конкретный белок.

Матричная РНК играет важную роль в генетическом аппарате клетки. Она предоставляет необходимую информацию о последовательности аминокислот для синтеза белков, которые выполняют множество функций в живых организмах.

Мономеры нуклеотидов

Азотистые основания, которые могут быть представлены аденином, гуанином, цитозином и урацилом, определяют последовательность нуклеотидов в молекуле РНК. Именно их последовательность обуславливает структуру и функцию конкретной РНК-цепи.

Пятиугольный циклический сахар является еще одним важным компонентом нуклеотида. В случае РНК это рибоза, которая отличается от дезоксирибозы, встречающейся в ДНК, наличием гидроксильной группы.

Остаток фосфатной группы представляет собой остаток фосфорной кислоты, который при соединении с другими мономерами формирует высокоэнергетические связи. Эти связи используются в процессе синтеза РНК-цепей.

В результате соединения азотистого основания, пятиугольного циклического сахара и остатка фосфатной группы образуется нуклеотид, который может быть включен в состав полимерной цепи РНК. Мономеры нуклеотидов объединяются в процессе транскрипции, в результате чего образуется РНК-молекула с определенной последовательностью нуклеотидов.

Таким образом, мономеры нуклеотидов играют ключевую роль в образовании молекул РНК. Их последовательность определяет структуру и функцию РНК-цепи, позволяя ей выполнять свои специфические функции в клетке.

Видео:Биосинтез белка за 3 минуты (даже меньше)Скачать

Места образования

Еще одно место образования молекул РНК — это цитоплазма клетки. В цитоплазме происходит синтез различных типов РНК, таких как рибосомная РНК (рРНК) и матричная РНК (мРНК). Рибосомная РНК играет важную роль в синтезе белка, а матричная РНК используется в процессе трансляции, при которой информация, содержащаяся в мРНК, преобразуется в последовательность аминокислот белка.

Также стоит отметить, что в процессе образования молекул РНК активно участвуют рибосомы — клеточные органеллы, в которых происходит синтез белка. Рибосомы содержат специальные РНК-молекулы, называемые транспортными РНК (тРНК), которые обладают способностью связываться с аминокислотами и доставлять их к рибосомам для синтеза белка.

Место образования	Процессы
Ядро	Транскрипция
Цитоплазма	Синтез рибосомной РНК (рРНК) и матричной РНК (мРНК)
Рибосомы	Синтез белка, участие транспортных РНК (тРНК)

Таким образом, образование молекул РНК в клетках происходит как в ядре, так и в цитоплазме, с участием рибосом и специализированных ферментов. Эти процессы являются важной частью клеточного метаболизма и играют роль в осуществлении различных жизненных функций клетки.

Рибосомы

Рибосомы состоят из двух субединиц – большой и малой, которые совместно образуют функциональную рибосому. Большая субединица содержит рибосомальную РНК и множество белков, которые помогают в связывании аминоацил-тРНК (транспортная РНК) и мРНК. Малая субединица содержит место связывания со стартовой метионил-тРНК и обеспечивает правильное позиционирование мРНК на рибосоме.

Рибосомы активно участвуют в процессе синтеза белка. На рибосомах происходит связывание аминоацил-тРНК с соответствующим кодоном на мРНК. Затем, в результате рибосомальной транслокации, тРНК с присоединенным аминокислотным остатком перемещается на следующий кодон, что позволяет происходить сборка полипептидной цепи. Этот процесс повторяется до тех пор, пока не будет синтезирован полный белок.

Рибосомы находятся как в свободном состоянии в цитоплазме, так и присоединенные к эндоплазматическому ретикулуму (ЭПР) или ядру. Рибосомы, находящиеся на ЭПР, играют важную роль в синтезе белка, который предназначается для секреции из клетки или инкорпорации в мембраны.

Таким образом, рибосомы являются основными местами синтеза белка и выполняют важную роль в поддержании жизнедеятельности клетки.

Цитоплазма

Рибосомы состоят из малой и большой субъединиц, которые образуют комплекс, способный связываться с матричной РНК — РНК, содержащей информацию о последовательности аминокислот в белке. Внутри рибосомы происходит процесс трансляции — синтез белка на основе этой информации.

Цитоплазма также содержит мономеры нуклеотидов — основные строительные блоки молекул РНК. Мономеры, состоящие из сахарозы, фосфата и одной из четырех азотистых оснований (аденин, гуанин, цитозин и урацил), объединяются в молекулы РНК в результате различных процессов образования.

Таким образом, цитоплазма играет важную роль в образовании молекул РНК и синтезе белка, необходимом для множества клеточных функций.