marți, 11 aprilie 2017

Acizii ribonucleici

Tags

ARN. Acizii ribonucleici sunt poliribonucleotide monocatenare si de aceea structura lor secundara si tertiara nu este regulata. Bazele azotate care intra in structura ARN sunt adenina, guanina, citozina si uracilul, dar sunt prezente si baze minore, in cantitati mai mari decat in cazul ADN. Ca si in cazul ADN structura primara se formeaza prin legaturi fosfodiesterice intre carbonul 3’ al unei ribonucleotide si carbonul 5’ al alteia. Deoarece riboza din structura ARN are un radical –OH liber in pozitia 2’ se pot forma legaturi fosfodiesterice si la acest carbon dar se intalnesc rar aceste legaturi.
ARN prezinta au o mai mare varietate de structuri posibile si proprietati chimice decat ADN, cu diverse atributii in celule. Exista trei tipuri principalele de ARN, in functie de rolul pe care il indeplineste, masa moleculara si compozitia in nucleotide: ARN mesager (ARNm), ARN de transfer (ARNt) si ARN ribozomal (ARNr).
ARN mesager serveste ca matrita pentru sinteza proteinelor. Acesta preia informatia de la ADN si o transporta la ribozom, un organit specializat, unde mesajul este translatat intr-o proteina. Dimensiunea sa depinde de dimensiunea proteinei pe care o codifica. Are o viata relativ scurta, care depinde de rolul biologic al proteinei codificate, de specia moleculara. ARNm contine un semnal de start pentru sinteza de proteina, de obicei un triplet AUG. Acesta se afla in capatul 5’ deoarece sinteza curge in directia 5’ spre 3’.

ARN de transfer este un polimer cu lant relativ mic, format din 65 – 110 nucleotide. Are rolul de a transfera un aminoacid specific la un lant polipeptidic in crestere pe ribozom, unde are loc sinteza. Aminoacidul depus corespunde codonului (triplet de baze azotate) din molecula matrita a ARNm.
Ca transportor de aminoacizi trebuie sa existe cel putin un ARNt pentru fiecare aminoacid. De fapt exista cel putin 56 in orice celula. Fiecare recunoaste un anumit codon pentru un aminoacid. In fapt pentru unii aminoacizi exista mai multi codoni (Alanina: GCT, GCC, GCA, GCG; Serina: TCT, TCC, TCA, TCG, AGT, AGC), iar pentru altii doar unul (Metionina: ATG). Au o structura secundara in forma de “frunza de trifoi”.
Bucla anticodon contine un triplet de baze care sunt complementare cu bazele corespunzatoare din ARNm implicate in sinteza de proteine. Joaca un rol specific in procesul de atasare a aminoacidului la secventa terminala CCA a ARNt. O caracteristica a ARNt este ca acesta contine cel mai mare numar de baze minore si nucleotide neuzuale a caror numar creste in timpul modificarii sale dupa transcriptie.
ARN ribozomali sunt extrem de abundenti si reprezinta cel putin 80% din moleculele de ARN ce se afla intr-o celula eucariota tipica. In citoplasma, moleculele de ARNr se combina cu proteine indeplinind un rol structural, ca si component al ribozomului. ARNr din diferite specii au dimensiuni intre 4700 pana la in jur de 120 baze si este o diferenta semnificativa intre cei din celule procariote comparativ cu cele eucariote.
O schema generala care arata participarea acizilor ribonucleici la sinteza a proteinelor este:


Un fapt interesant este ca in anii 1980 oamenii de stiinta au descoperit ca unele molecule de ARN, numite ribozime, pot functiona si ca enzime, proprietate caracterisica proteinelor. Acestea catalizeaza atat clivajul propriu cat si al altor acizi ribonucleici. Descoperirea ribozimelor ar putea fi explicatia posibila a faptului ca primele molecule de ARN catalizeaza propria replicare si dezvolta un domeniu de activitati enzimatice. Cunoscuta ca ipoteza lumii ARN aceasta explicatie presupune ca ARN a aparut inaintea ADN-ului sau proteinelor din nucleotide care pluteau libere in “supa primordiala”.
La inceput, in activitatea lor ca enzime, moleculele de ARN au catalizat sinteza proteinelor, care au caracteristici multilaterale mai bogate decat ARN, din molecule de aminoacizi. Apoi, s-a format probabil ADN-ul prin reverse transcriptie a ARN-ului existent si in final ARN-ul a fost inlocuit cu ADN ca forma de stocare a materialului genetic. Desi sunt multe aspecte neelucidate in aceasta ipoteza, natura multifunctionala a acizilor nucleici sugereaza interconexiunea formelor de viata si originea lor comuna.



loading...