Разница между экстракцией днк и рнк

ВИРУС ИЛИ ЧАСТИЦА ВИРУСА – В чем разница?

Еще один важный аспект тестирования на коронавирус – это цель тестирования. Предполагая, что даже если гипотетическая последовательность преуспеет в создании 100% идентичной последовательности SARS-CoV-2, только определенные участки ДНК вируса будут нацелены на тестирование на коронавирус, и примерно половина вируса фактически не будет обнаружена. Другими словами, обнаруживаются и размножаются вирусные фрагменты, а не последовательность вирусной ДНК в целом.

С точки зрения лабораторных исследований самого вируса и его функций такой подход сам по себе вполне уместен. Однако использование разработанного таким образом теста ПЦР для первоначальной диагностики COVID-19 и выявления инфекции является весьма преждевременным и поверхностным.

Активный или способный инфецировать вирус работает как единое целое, но отдельные фрагменты вируса обычно неактивны и безвредны. Однако бывают ситуации, когда инактивированный вирусный фрагмент сохраняет свою функциональность и может вызвать некоторые повреждения в организме, если при благоприятных условиях такой фрагмент транспортируется в клетку. Однако такие случаи довольно редки, и организм прекрасно справляется с этим самостоятельно.

Таким образом, присутствие вирусного фрагмента в организме НЕ ПОДТВЕРЖДАЕТ наличие реального вируса, а просто указывает на то, что произошло взаимодействие с вирусным материалом. В этом случае найденный вирусный фрагмент может уже быть разбит на более мелкие единицы и функционально не нести никакого вреда.

Люди ежедневно подвергаются воздействию огромного количества различных вирусных материалов. Если предположить, что коронавирус – это быстро распространяющийся вирус, вероятность контакта с летучими частицами SARS-CoV-2 также довольно высока. В эпидемиологии время является критическим фактором, и необходимы быстрые ответные меры для ограничения распространения инфекционных заболеваний. Если в результате ПЦР у субъекта были обнаружены фрагменты коронавируса, было бы разумно изолировать его на несколько дней, при этом необходимо провести последующее наблюдение за обнаруженными фрагментами и продемонстрировать, что найденные фрагменты также являются инфекционными или вирулентными.

Что такое структура РНК?

Рибонуклеиновая кислота или РНК — второй тип нуклеиновой кислоты, присутствующий во многих живых организмах. РНК не является составной частью хромосом.Они происходят из ДНК во время транскрипции генов для производства белков. Генетическая информация, скрытая в молекуле ДНК, преобразуется в молекулу мРНК посредством транскрипции. Следовательно, это молекула, передающая информацию.

После завершения транскрипции молекула мРНК покидает ядро ​​и перемещается в цитоплазму для трансляции. В конце этого процесса получается белок. Кроме того, РНК, по большей части, существует в виде одиночной цепи, но она может образовывать несколько структурных особенностей из-за комплементарного спаривания оснований внутри одной цепи.

Кроме того, РНК состоит из рибонуклеотидов, которые являются мономерами РНК. Рибонуклеотиды состоят из сахара рибозы, фосфатной группы и азотистого основания. В РНК присутствуют четыре азотистых основания: аденин, урацил, цитозин и гуанин.

Особенности строения РНК

Нуклеотиды РНК состоят из сахара — рибозы, к которой в положении 1 ‘присоединено одно из азотистых оснований: аденин, гуанин, цитозин или урацил. Фосфатная группа объединяет рибозы в цепочку, образуя связи с 3 ‘атомом углерода одной рибозы и в 5′ положении другой. Фосфатные группы при физиологическом рН отрицательно заряжены, поэтому РНК — полианионов. РНК транскрибируется как полимер четырех азотистых оснований: (аденина (A), гуанина (G), урацила (U) и цитозина (C)), но в «зрелой» РНК есть много модифицированных оснований и сахаров. Всего в РНК насчитывается около 100 различных видов модифицированных нуклеозидов, из которых 2’-О-метилрибоза частая модификация сахара, а псевдоуридин — наиболее распространенная модификация азотистых оснований РНК. В псевдоуридин (Ψ) связь между урацилом и рибозой НЕ C — N, а C — C, этот нуклеотид встречается в разных положениях в молекулах РНК. В частности, псевдоуридин важен для функционирования тРНК. Также заслуживает внимания модифицированная основа — гипоксантин, деаминований гуанин, нуклеозид которого носит название инозина. Инозин играет важную роль в обеспечении виродженности генетического кода. Роль многих других модификаций не до конца изучена, но в рибосомальной РНК многие пост-транскрипционных модификаций находятся в важных для функционирования рибосомы участках. Например, на одном из рибонуклеотидов, участвующих в образовании пептидной связи.

Азотистые основания в составе РНК могут образовывать водородные связи между цитозином и гуанин, аденином и урацилом, а также между гуанином и урацилом. Однако возможны и другие взаимодействия, например, несколько аденина могут образовывать петлю, или петля, состоящая из четырех нуклеотидов, в которой есть пара оснований аденин — гуанин.

Важная структурная особенность РНК, отличающая ее от ДНК — наличие гидроксильной группы в 2 ‘положении рибозы, которая позволяет молекуле РНК существовать в А, а не В-конформации, что чаще всего наблюдается в ДНК. В А-формы глубокая и узкая большая бороздка и неглубокая и широкая имела бороздка. Второе следствие наличии 2 ‘гидроксильной группы состоит в том, что конформационной пластичны, то есть не участвуют в образовании двойной спирали, участки молекулы РНК могут химически атаковать другие фосфатные связи и их расщеплять. «Рабочая» форма одноцепочечной молекулы РНК, как и у белков, часто обладает третичной структурой. Третичная структура образуется на основе элементов вторичной структуры, образуется с помощью водородных связей внутри одной молекулы. Различают несколько типов элементов вторичной структуры — стебель-петли, петли и псевдоузлы. В силу большого количества возможных вариантов спаривания азотистых оснований предсказания вторичной структуры РНК — гораздо более сложная задача, чем предсказания вторичной структуры белков, но в наше время есть эффективные программы, например, mfold.

Примером зависимости функций молекул РНК от их вторичной структуры являются участки внутренней посадки рибосомы (IRES). IRES — структура на 5 ‘конце информационной РНК, которая обеспечивает присоединение рибосомы в обход обычного механизма инициации синтеза белка, требует наличия особого модифицированного основания (кэпа) на 5’ конце и белковых факторов инициации. Сначала IRES были обнаружены в вирусных РНК, но сейчас накапливается все больше данных о том, что клеточные мРНК также используют IRES-зависимый механизм инициации в условиях стресса. Многие типы РНК, например, рРНК и мяРНК (малые ядерные РНК) в клетке функционируют в виде комплексов с белками, которые ассоциюють с молекулами РНК после их синтеза или (у эукариот) экспорта из ядра в цитоплазму. Такие РНК-белковые комплексы называются рибонуклеопротеиновимы комплексами или рибонуклеопротеидамы.

Функциональное отличие ДНК от РНК

Различие ДНК и РНК характерными чертами и особенностями строения не ограничивается. Например, ДНК способна к денатурации, ренатурации и деструкции. Ее суть — в раскручивании молекул до определенного состояния и обратно, если это возможно. В ходе этих процессов наблюдается разрушение водородных связей.

Основной функцией ДНК является сохранение, шифровка, передача и проявление генетической информации, осуществляющиеся в ходе размножения организмов всех уровней организации. Это органическое вещество также способно к транскрипции. Суть этого явления заключается в образовании молекул РНК на основе ДНК. Его основой является принцип комплементарности. Молекула ДНК также способна к самоудвоению или репликации. Этот процесс очень важен для нормального хода деления клеток, особенно митоза, когда из клетки с двойным хромосомным набором образуются две идентичные. Функция РНК также важна для живых организмов, ведь без синтеза белка их существование просто невозможно.

ДНК и РНК — нуклеиновые кислоты, являющиеся сложными макромолекулами, состоящими из нуклеотидов. Главное различие данных веществ заключается в том, что в их состав входят разные виды азотистых оснований и углевода пентозы, что определяет их различные функции в клетках живых существ.

Что такое ДНК и РНК? Каковы их функции и значение в нашем мире? Из чего они состоят и как работают? Об этом и не только рассказывается в статье.

Разница между экстракцией ДНК и РНК

Экстракция ДНК: Процедура выделения и очистки ДНК

Извлечение РНК:Процесс очистки РНК от образцов

Экстракция ДНК: ДНК

Извлечение РНК: РНК

Экстракция ДНК: Сделано в 8

Извлечение РНК: Сделано в 4.7

меры

Экстракция ДНК: Разрушение клеточных мембран или лизис клеток, удаление мембранных липидов и осаждение ДНК

Извлечение РНК: Клеточный лизис, экстракция тиоцианата гуанидин-фенол-хлороформа, получение изопропанола

Экстракция ДНК: Никто

Извлечение РНК: Все реагенты готовятся с водой, обработанной DEPC

Место хранения

Экстракция ДНК: ДНК может быть извлечена до и хранится партиями

Извлечение РНК: Извлечение РНК производится непосредственно перед последующими процедурами

Экстракция ДНК: При -20 ° С

Извлечение РНК: При -80 ° С

Заключение

Выделение ДНК проводят при рН 8. ДНК имеет тенденцию переходить в органическую фазу, поскольку она денатурирует при кислотном рН. Но, экстракция РНК проводится при низких значениях pH, чтобы предотвратить деградацию в результате щелочного гидролиза. Основная цель этапов выделения ДНК и РНК аналогична. Основное различие между экстракцией ДНК и РНК заключается в условиях рН, используемых в каждом типе экстракции.

Что такое геном, повреждения ДНК, болезни и старение ?

Что такое геном ?

Полный наследственный набор ваших ДНК называется вашим геномом. Он содержит 3 миллиарда основ, 20000 генов и 23 пары хромосом!      

Половину ДНК вы наследуете от отца, а половину – от матери. Эти ДНК поступают в соответствии со спермы и яйцеклетки.     

Гены на самом деле составляют очень малую часть вашего генома – лишь 1 процент. Остальные 99 процентов помогают регулировать такие вещи, как и в каком количестве производятся белки.   

Повреждение ДНК и мутации

ДНК-код склонен к повреждению. На самом деле, по оценкам, ежедневно в каждой из наших клеток происходят десятки тысяч повреждений ДНК. Повреждение может произойти через такие вещи, как ошибки в репликации ДНК, свободные радикалы и влияние УФ-излучения.              

Но не бойтесь! Ваши клетки имеют специализированные белки, которые способны обнаруживать и восстанавливать много случаев повреждения ДНК. На самом деле существует не менее пяти основных путей восстановления ДНК.      

Мутации – это изменения в последовательности ДНК. Они иногда могут быть плохими. Это объясняется тем, что изменение кода ДНК может повлиять на дальнейшее способ выработки белка. Если белок не работает должным образом, может возникнуть заболевание.   

Мутации также могут привести к развитию рака. Например, если гены, кодирующие белки, участвующие в клеточном росте, мутируют, клетки могут расти и делиться вне контроля. Некоторые мутации, вызывающие рак, могут быть унаследованы, а другие могут быть получены путем воздействия канцерогенов, таких как УФ-излучение, химические вещества или сигаретный дым.    

Но не все мутации плохие. Некоторые безвредны, а другие способствуют росту человеческого разнообразия как вида. 

ДНК и старение

Считается, что непоправимое повреждение ДНК может накапливаться с возрастом, вызывая процесс старения. Какие факторы могут влиять на это? 

То, что может сыграть большую роль в повреждении ДНК, связанном со старением, – это повреждение через свободные радикалы. Однако этого механизма повреждения может быть недостаточно, чтобы объяснить процесс старения. Также может быть задействовано несколько факторов.    

Одна из причин того, почему повреждения ДНК накапливается с возрастом, основывается на эволюции. Повреждение ДНК восстанавливаются лучше, когда мы в репродуктивном возрасте и имеем детей. После того, как мы прошли наши пиковые репродуктивные годы, процесс ремонта закономерно снижается.     

Другая часть ДНК, которая может иметь отношение к старению – это теломеры. Теломеры – это участки повторяющихся последовательностей ДНК, находящихся на концах ваших хромосом. Они помогают защитить ДНК от повреждения, но также укорачиваются с каждым раундом репликации ДНК.     

Укорочение теломер было связано с процессом старения. Также было установлено, что некоторые факторы жизни, такие как ожирение, влияние сигаретного дыма и психологический стресс, могут сожействовать укорочению теломер.     

Возможно, выбор здорового образа жизни, как и поддержка здорового веса, управления стрессом и отказ от курения, может замедлить сокращение теломер? Этот вопрос продолжает интересовать исследователей.           

Биологическое значение

Молекулы РНК могут выполнять разные функции. РНК может передавать генетическую информацию. Другие молекулы РНК помогают переводить эту информацию в белки и регулировать гены . Кроме того, РНК также может выполнять каталитические функции, подобные ферменту . Поэтому РНК получают разные названия в зависимости от ее функции. Предшествующие строчные буквы указывают на различные типы РНК:

• МРНК , мессенджер РНК (Engl. Матричная РНК ) копирует информацию в гене , лежащий на ДНК и передает его на рибосомы , где с помощью этой информации, синтез белка может иметь место. В каждом случае три нуклеотида, лежащие рядом друг с другом в рамке считывания полинуклеотидной цепи, образуют кодон, с помощью которого можно четко определить конкретную аминокислоту, которая должна быть включена в белок . Эта связь была обнаружена в 1961 году Генрихом Маттеи и Маршаллом Уорреном Ниренбергом . Расшифровка генетического кода знаменует собой новое начало почти во всех биологических науках.
• Модифицированная нуклеозидами мРНК представляет собой синтетическую химически модифицированную рибонуклеиновую кислоту (мРНК), в которой отдельные нуклеозиды заменены другими естественно модифицированными нуклеозидами или синтетическими аналогами нуклеозидов. Он используется экспериментально или терапевтически.

Следующие классы РНК обычно называют некодирующими рибонуклеиновыми кислотами .

• АсРНК , антисмысловый РНК , используются для регулирования экспрессии генов .
• CircRNA , круговая РНК, участвует в регуляции путем связывания с миРНК.
• HnRNA , гетерогенная ядерная РНК происходит в ядре клеток эукариот и является предшественником зрелой мРНК, поэтому он часто упоминается как пре-мРНК (или пре-мРНК для мРНК предшественника).
• В микроРНК , микроРНК тесно связаны с киРНК и используются для регулирования клеточных процессов , таких. Б. Пролиферация и гибель клеток.
• В riboswitches используется для регуляции генов . Они могут иметь как активирующий, так и репрессивный эффект.
• В рибозимы являются каталитически активные молекулы РНК. Подобно ферментам, они катализируют химические реакции.
• РРНК , рибосомальный РНК , как и тРНК, не несет никакой генетической информации, но участвует в строительстве рибосомы и является также каталитический активной в образовании пептидной связи .
• Сарны , самостоятельно боеприпасы РНК , используют в вакцинах РНК продлить срок действия.
• МиРНК , малых интерферирующих РНК , возникает из пути прохождения сигнала клетки, который кратко , как RNAi (РНК — интерференции). Здесь дцРНК (двухцепочечная РНК; английская двухцепочечная РНК) разбита на множество более мелких фрагментов длиной примерно 22 нуклеотида ферментом Dicer ( миРНК ) и включена в ферментный комплекс RISC (РНК-индуцированный комплекс сайленсинга). ). С помощью встроенных фрагментов РНК RISC комплементарно связывается с ДНК, например B. участки генов, или мРНК, и могут их «выключать». siRNA в настоящее время (2006 г.) интенсивно исследуются на предмет их участия в различных клеточных процессах и заболеваниях.
• ShRNA используется для RNAi.
• SnoRNA , небольшой ядрышек РНК , можно найти в ядрышко , и тесно связанные с scaRNAs в органах Cajal .
• МяРНК , малая ядерная РНК в ядре эукариот отвечает за сращивания hnRNA на сплайсосома .
• LncRNA , длинные некодирующие РНК , длиннее , чем 200 нуклеотидов и , таким образом , отличаются от малых регуляторных РНК , таких как микроРНК и миРНК.
• ПиРНК , Piwi взаимодействующего РНК , являются 26-31 нуклеотидов в длине и , таким образом , отличаются от нескольких меньшего микроРНКа и миРНКа. Они образуют комплексы с белками PIWI, которые участвуют в эпигенетическом и посттранскрипционном молчании в половых клетках.
• ТРНК , перенос РНК , не кодирует какой — либо генетической информации, но служит в качестве вспомогательной молекулы в биосинтезе белка , поднимая одну аминокислоту из цитоплазмы и транспортировки его к рибосоме. ТРНК кодируется определенным геном РНК .
• TracrRNA , который играет важную роль в CRISPR / cas9 системы.

У большинства живых существ РНК как носитель информации играет подчиненную роль по отношению к ДНК: здесь ДНК является постоянным носителем генетической информации, а РНК служит временным хранилищем. Только РНК-вирусы (большинство всех вирусов) используют РНК вместо ДНК в качестве постоянного носителя для хранения. Для таксономии вирусов различают следующие типы РНК:

* дцРНК : двухцепочечная РНК;

* ss (+) РНК : одноцепочечная РНК, используемая в качестве мРНК;

* ss (-) РНК : одноцепочечная РНК, которая служит матрицей для продукции мРНК.

Кроме того, некоторые вирусы используют РНК в качестве промежуточного звена репликации (например, гепаднавирусы ).

Основное отличие — ДНК против РНК-полимеразы

ДНК является генетическим материалом практически всех живых организмов. ДНК-полимераза и РНК-полимераза — это два фермента, которые работают на ДНК. ДНК-полимераза — это фермент, используемый при репликации ДНК, а РНК-полимераза — это фермент, используемый в транскрипции. Оба фермента способны образовывать фосфодиэфирные связи между нуклеотидами. Направление полимеризации происходит от 5 ’до 3’. ДНК-полимераза требует праймера для инициации полимеризации, в то время как РНК-полимеразы не требуют праймера. главное отличие между ДНК и РНК-полимеразой является то, что ДНК-полимераза продуцирует двухцепочечную молекулу ДНК во время полимеризации, тогда как РНК-полимераза продуцирует одноцепочечную молекулу РНК во время транскрипции.

Ключевые области покрыты

1. Что такое ДНК-полимераза      — определение, репликация ДНК, процесс2. Что такое РНК-полимераза      — Определение, Транскрипция, Процесс3. Каковы сходства между ДНК и РНК-полимеразой      — Краткое описание общих черт4. В чем разница между ДНК и РНК-полимеразой      — Сравнение основных различий

Ключевые слова: ДНК, ДНК-полимераза, ДНК-репликация, РНК, РНК-полимераза, транскрипция

Что такое РНК-полимераза

РНК-полимераза — это фермент, ответственный за синтез молекул РНК из ДНК в процессе, называемом транскрипцией. Он добавляет РНК-нуклеотиды в направлении 5 ’к 3 ′ для получения одноцепочечной молекулы РНК. Эта РНК может быть либо РНК-мессенджером (мРНК), либо РНК-переносчиком (тРНК), либо рибосомальной РНК (рРНК). Все три типа РНК участвуют в синтезе белка. Связывание РНК-полимеразы требует идентификации промотора гена, который будет транскрибироваться. При связывании фермента РНК-полимераза добавляет комплементарные нуклеотиды РНК к антисмысловой цепи ДНК. Процесс транскрипции показан на фигура 2.

Рисунок 2: Транскрипция

Прокариоты содержат один тип РНК-полимеразы. Однако эукариоты содержат пять РНК-полимераз: РНК-полимераза I-V. РНК-полимераза I отвечает за 50% транскрипции. Это также полимеризует рРНК. РНК-полимераза II участвует в транскрипции мРНК. тРНК, немного рРНК и несколько меньших РНК транскрибируются РНК-полимеразой III. РНК-полимеразы IV и V обнаруживаются исключительно в растениях, участвуя в образовании миРНК и гетерохроматина.

В чем разница между структурой ДНК и РНК?

ДНК и РНК — это два типа нуклеиновых кислот, присутствующих в живых организмах. ДНК присутствует в ядре эукариот, в то время как РНК присутствует в цитоплазме. Основное различие между структурой ДНК и РНК заключается в их мономерах. Дезоксирибонуклеотид является основной единицей ДНК, а рибонуклеотид является основной единицей РНК. Кроме того, ДНК содержит тимин, а РНК содержит урацил вместо тимина. Еще одно различие между структурой ДНК и РНК заключается в том, что ДНК существует в виде двухцепочечной молекулы, а РНК существует в виде одноцепочечной молекулы.

Инфографика ниже предоставляет более подробную информацию о различиях между структурой ДНК и РНК.

Что такое структура ДНК?

Дезоксирибонуклеиновая кислота — это генетический материал всех эукариот и некоторых прокариот. Следовательно, он содержит генетическую информацию, необходимую для общего функционирования организма. Структурно ДНК представляет собой полимер дезоксирибонуклеотидных мономеров. Дезоксирибонуклеотид состоит из трех компонентов; сахар дезоксирибозы, азотистое основание (аденин, гуанин, цитозин и тимин) и фосфатная группа.

Более того, молекулы ДНК существуют в виде двухцепочечной спирали, состоящей из двух комплементарных цепей ДНК, в отличие от РНК. Эти две нити связывают водородные связи. Здесь водородные связи возникают между азотистыми основаниями. Аденин связывается с тимином двумя водородными связями, а цитозин связывается с гуанином тремя водородными связями. В спирали ДНК фосфатные и сахарные фрагменты расположены снаружи спирали, тогда как основания остаются внутри спирали. Кроме того, две цепи ДНК идут в противоположных направлениях. Кроме того, молекулы ДНК плотно связываются с гистоновыми белками и образуют нити, похожие на структуры, называемые хромосомами у эукариот.

Типы РНК

Обзор

Структура рибозима в форме головки молотка, рибозима , который разрезает РНК

Информационная РНК (мРНК) — это РНК, передающая информацию от ДНК к рибосоме , участкам синтеза ( трансляции ) белка в клетке. МРНК — это копия ДНК. Кодирующая последовательность мРНК определяет аминокислотную последовательность продуцируемого белка . Однако многие РНК не кодируют белок (около 97% транскрипционного продукта у эукариот не кодирует белок).

Эти так называемые некодирующие РНК («нкРНК») могут кодироваться своими собственными генами (генами РНК), но также могут происходить из интронов мРНК . Наиболее яркими примерами некодирующих РНК являются транспортная РНК (тРНК) и рибосомная РНК (рРНК), обе из которых участвуют в процессе трансляции. Есть также некодирующие РНК, участвующие в регуляции генов, процессинге РНК и другие роли. Некоторые РНК способны катализировать химические реакции, такие как разрезание и лигирование других молекул РНК, а также катализ образования пептидной связи в рибосоме ; они известны как рибозимы .

В длину

По длине цепи РНК РНК включает малую РНК и длинную РНК. Обычно малые РНК имеют длину менее 200  нуклеотидов , а длинные РНК — более 200  нуклеотидов . Длинные РНК, также называемые большими РНК, в основном включают длинные некодирующие РНК (днРНК) и мРНК . Малые РНК в основном включают 5.8S рибосомную РНК (рРНК), 5S рРНК , транспортную РНК (тРНК), микроРНК (miRNA), малую интерферирующую РНК (миРНК), малую ядрышковую РНК (мяРНК), Piwi-взаимодействующую РНК (piRNA), тРНК- производная малая РНК (цРНК) и малая РНК-производная (мрРНК). Есть определенные исключения, как в случае 5S рРНК представителей рода Halococcus ( Archaea ), которые имеют вставку, увеличивающую ее размер.

В переводе

Информационная РНК (мРНК) несет информацию о последовательности белка к рибосомам , фабрикам синтеза белка в клетке. Он закодирован так, что каждые три нуклеотида ( кодон ) соответствуют одной аминокислоте. В эукариотических клетках, как только мРНК-предшественник (пре-мРНК) транскрибируется с ДНК, она процессируется до зрелой мРНК. Это удаляет его интроны — некодирующие участки пре-мРНК. Затем мРНК экспортируется из ядра в цитоплазму , где она связывается с рибосомами и транслируется в соответствующую белковую форму с помощью тРНК . В прокариотических клетках, которые не имеют компартментов ядра и цитоплазмы, мРНК может связываться с рибосомами, пока она транскрибируется с ДНК. Через некоторое время сообщение распадается на составляющие его нуклеотиды с помощью рибонуклеаз .

РНК- переносчик (тРНК) представляет собой небольшую цепь РНК из примерно 80 нуклеотидов, которая переносит конкретную аминокислоту в растущую полипептидную цепь в рибосомном сайте синтеза белка во время трансляции. Он имеет сайты для присоединения аминокислот и антикодоновую область для распознавания кодонов, которая связывается с определенной последовательностью в цепи информационной РНК посредством водородных связей.

Рибосомная РНК (рРНК) является каталитическим компонентом рибосом. РРНК является компонентом рибосомы, в которой осуществляется трансляция. Рибосомы эукариот содержат четыре различных молекулы рРНК: 18S, 5,8S, 28S и 5S рРНК. Три молекулы рРНК синтезируются в ядрышке , а одна синтезируется в другом месте. В цитоплазме рибосомная РНК и белок объединяются, образуя нуклеопротеин, называемый рибосомой. Рибосома связывает мРНК и осуществляет синтез белка. Несколько рибосом могут быть присоединены к одной мРНК в любое время. Почти вся РНК, обнаруженная в типичной эукариотической клетке, является рРНК.

РНК-мессенджер (тмРНК) обнаружена во многих бактериях и пластидах . Он маркирует белки, кодируемые мРНК, у которых отсутствуют стоп-кодоны для деградации, и предотвращает остановку рибосомы.

Ключевое различие — ДНК против РНК Синтез

Синтез ДНК — это процесс синтеза двухцепочечной ДНК посредством полуконсервативной репликации с использованием ферментов. Синтез РНК — это процесс синтеза РНК в процессе транскрипции с использованием ферментно-опосредованного метода. В ключевое отличие между синтезом ДНК и РНК это тип фермента, используемого в процессе. При синтезе ДНК основным используемым ферментом является ДНК-полимераза, тогда как при синтезе РНК используется РНК-полимераза.

1. Обзор и основные отличия 2. Что такое синтез ДНК 3. Что такое синтез РНК 4. Сходство между синтезом ДНК и РНК. 5. Параллельное сравнение — ДНК против синтеза РНК в табличной форме 6. Резюме

Что такое РНК-нуклеотид

РНК-нуклеотид — это мономерный нуклеотид, обнаруженный в молекулах РНК. Он содержит рибозу в качестве пентозного моносахарида, который присоединен к азотистому основанию на его 1 ‘углероде и фосфатной группе на его 5′ углероде. Рибоза содержит два энантиомера: D-рибозу и L-рибозу. D-рибоза находится в РНК. Основное различие между рибозой и дезоксирибозой заключается в 2′-гидроксильной группе, которую несет рибоза. Эта 2’-гидроксильная группа выполняет много ролей в РНК. Азотистыми основаниями в РНК являются аденин, гуанин, цитозин и урацил. Пиримидиновая основа урацила замещает тимин в РНК. Следовательно, аденин соединяется с урацилом, а не с тимином. Нуклеотиды РНК связаны друг с другом, образуя цепочку нуклеотидов, как в ДНК. Поскольку РНК является линейной молекулой, нуклеотидная цепь существует только в направлении от 5 ′ до 3 ′. Химическая структура РНК показана на рисунок 3.

Рисунок 3: РНК-нить

РНК не способна образовывать структуру двойной спирали, как в ДНК, из-за присутствия 2′-гидроксильной группы. Следовательно, РНК находится в виде линейной молекулы, которая способна образовывать только двухцепочечные структуры, такие как шпильки. Однако 2 ‘гидроксильная группа важна для сплайсинга РНК.

РНК производится путем транскрипции ДНК в геноме ферментом РНК-полимераза. Основными типами РНК, обнаруженными в клетке, являются мессенджер РНК (мРНК), трансфер РНК (тРНК) и рибозомная РНК (рРНК). мРНК являются транскриптами генов. Они транслируются на рибосомах, которые образованы рРНК. Соответствующие аминокислоты для синтеза полипептида вносятся тРНК. Следовательно, основной функцией РНК является их роль в синтезе белка. Некоторые РНК также участвуют в регуляции экспрессии генов. Помимо этого, РНК-нуклеотиды, такие как АТФ и НАДН, служат основным источником химической энергии для биохимических реакций в клетке. ЦГМФ и цАМФ также служат вторыми мессенджерами в путях передачи сигнала.

Регуляторная РНК

Самыми ранними известными регуляторами экспрессии генов были белки, известные как репрессоры и активаторы — регуляторы со специфическими короткими сайтами связывания в областях энхансеров рядом с регулируемыми генами. Более поздние исследования показали, что РНК также регулируют гены. Существует несколько видов РНК-зависимых процессов в эукариотах, регулирующих экспрессию генов в различных точках, таких как гены, репрессирующие РНКи, посттранскрипционно , длинные некодирующие РНК , блокирующие эпигенетические блоки хроматина , и энхансерные РНК, индуцирующие повышенную экспрессию генов. Также было показано, что бактерии и археи используют системы регуляторных РНК, такие как бактериальные малые РНК и CRISPR . Файер и Мелло были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине 2006 года за открытие микроРНК (миРНК), специфических коротких молекул РНК, которые могут образовывать пары оснований с мРНК.

РНК-интерференция миРНК

Уровни посттранскрипционной экспрессии многих генов можно контролировать с помощью РНК-интерференции , при которой миРНК , специфические короткие молекулы РНК, соединяются с участками мРНК и нацелены на них для деградации. Этот основанный на антисмысловой основе процесс включает этапы, на которых сначала обрабатывается РНК, чтобы она могла образовывать пару оснований с областью ее мРНК-мишени. Как только происходит спаривание оснований, другие белки направляют мРНК на разрушение нуклеазами .

Длинные некодирующие РНК

Затем с регуляцией были связаны Xist и другие длинные некодирующие РНК, связанные с инактивацией Х-хромосомы . Их роль, поначалу загадочная, как было показано Джинни Т. Ли и другими , заключалась в подавлении блоков хроматина за счет рекрутирования комплекса Polycomb, так что информационная РНК не могла быть транскрибирована с них. Дополнительные днРНК, в настоящее время определяемые как РНК из более чем 200 пар оснований, которые, по-видимому, не обладают кодирующим потенциалом, были обнаружены связанными с регуляцией плюрипотентности стволовых клеток и клеточного деления .

Энхансерные РНК

Третья основная группа регуляторных РНК называется энхансерными РНК . В настоящее время неясно, являются ли они уникальной категорией РНК различной длины или представляют собой отдельное подмножество lncRNAs. В любом случае они транскрибируются с энхансеров , которые представляют собой известные регуляторные сайты в ДНК рядом с регулируемыми ими генами. Они активируют транскрипцию гена (ов) под контролем энхансера, с которого они транскрибируются.

Регуляторная РНК у прокариот

Сначала считалось, что регуляторная РНК является эукариотическим феноменом, частью объяснения того, почему у высших организмов было обнаружено гораздо больше транскрипции, чем предполагалось. Но как только исследователи начали искать возможные регуляторы РНК в бактериях, они обнаружили и там, что называется малая РНК (мРНК). В настоящее время в поддержку теории Мира РНК обсуждается повсеместная природа систем регуляции РНК генов . Бактериальные малые РНК обычно действуют посредством антисмыслового спаривания с мРНК, подавляя ее трансляцию, либо влияя на стабильность, либо влияя на цис-связывающую способность. Также были обнаружены рибовключатели . Это цис-действующие регуляторные последовательности РНК, действующие аллостерически . Они меняют форму, когда связывают метаболиты, так что они приобретают или теряют способность связывать хроматин для регулирования экспрессии генов.

У архей также есть системы регуляторных РНК. Система CRISPR, которая недавно использовалась для редактирования ДНК in situ , действует через регуляторные РНК у архей и бактерий, обеспечивая защиту от вирусных захватчиков.