Zmiana DNA. DNA i geny Przepływ informacji genetycznej białko rna dna

Wszyscy wiemy, że wygląd osoby, niektóre nawyki, a nawet choroby są dziedziczone. Cała ta informacja o żywej istocie jest zakodowana w genach. Jak więc wyglądają te osławione geny, jak działają i gdzie się znajdują?

Tak więc nośnikiem wszystkich genów każdej osoby lub zwierzęcia jest DNA. Związek ten został odkryty przez Johanna Friedricha Mieschera w 1869 r. Chemicznie DNA jest kwasem dezoksyrybonukleinowym. Co to znaczy? W jaki sposób ten kwas niesie kod genetyczny całego życia na naszej planecie?

Zacznijmy od przyjrzenia się, gdzie znajduje się DNA. W komórce ludzkiej znajduje się wiele organelli, które pełnią różne funkcje. DNA znajduje się w jądrze. Jądro jest małą organellą otoczoną specjalną błoną przechowującą cały materiał genetyczny - DNA.

Jaka jest struktura cząsteczki DNA?

Najpierw spójrzmy, czym jest DNA. DNA to bardzo długa cząsteczka składająca się z elementów strukturalnych - nukleotydów. Istnieją 4 rodzaje nukleotydów - adenina (A), tymina (T), guanina (G) i cytozyna (C). Łańcuch nukleotydów wygląda schematycznie tak: GGAATTSTAAG.... Ta sekwencja nukleotydów to łańcuch DNA.

Struktura DNA została po raz pierwszy odszyfrowana w 1953 roku przez Jamesa Watsona i Francisa Cricka.

W jednej cząsteczce DNA znajdują się dwa łańcuchy nukleotydów, które są wokół siebie spiralnie skręcone. Jak te łańcuchy nukleotydów sklejają się i skręcają w spiralę? Zjawisko to wynika z właściwości komplementarności. Komplementarność oznacza, że ​​tylko niektóre nukleotydy (komplementarne) mogą znajdować się naprzeciw siebie w dwóch łańcuchach. Zatem przeciwną adeniną jest zawsze tymina, a przeciwną guaniną jest zawsze tylko cytozyna. Tak więc guanina jest komplementarna z cytozyną, adenina z tyminą.Takie pary nukleotydów naprzeciw siebie w różnych łańcuchach są również nazywane komplementarnymi.

Można go schematycznie przedstawić w następujący sposób:

G - C
T - A
T - A
C - G

Te komplementarne pary A - T i G - C tworzą wiązanie chemiczne między nukleotydami pary, a wiązanie między G i C jest silniejsze niż między A i T. Wiązanie powstaje ściśle między komplementarnymi zasadami, czyli tworzeniem wiązania między niekomplementarnymi G i A jest niemożliwe.

„Opakowanie” DNA, w jaki sposób nić DNA staje się chromosomem?

Dlaczego te łańcuchy nukleotydowe DNA również skręcają się wokół siebie? Dlaczego jest to potrzebne? Faktem jest, że liczba nukleotydów jest ogromna i potrzeba dużo miejsca, aby pomieścić tak długie łańcuchy. Z tego powodu dochodzi do spiralnego skręcenia dwóch nici DNA wokół siebie. Zjawisko to nazywamy spiralizacją. W wyniku spiralizacji łańcuchy DNA skracają się 5-6 razy.

Niektóre cząsteczki DNA są aktywnie wykorzystywane przez organizm, podczas gdy inne są rzadko używane. Takie rzadko stosowane cząsteczki DNA, oprócz helikalizacji, ulegają jeszcze bardziej zwartemu „pakowaniu”. Takie kompaktowe opakowanie nazywa się superzwijaniem i skraca nić DNA 25-30 razy!

Jak pakowana jest helisa DNA?

Do superzwijania stosuje się białka histonowe, które mają wygląd i strukturę pręcika lub szpuli nici. Spiralne nici DNA są nawinięte na te „zwoje” – białka histonowe. W ten sposób długie włókno staje się bardzo zwarte i zajmuje bardzo mało miejsca.

Jeśli konieczne jest użycie jednej lub drugiej cząsteczki DNA, następuje proces „odwijania”, czyli „odwijanie” nici DNA z „cewki” - białka histonowego (jeśli było na nim nawinięte) i rozwija się z helisę na dwa równoległe łańcuchy. A kiedy cząsteczka DNA jest w tak nieskręconym stanie, można z niej odczytać niezbędną informację genetyczną. Co więcej, odczyt informacji genetycznej odbywa się tylko z nieskręconych nici DNA!

Nazywa się zestaw superskręconych chromosomów heterochromatyna oraz chromosomy dostępne do odczytywania informacji - euchromatyna.

Czym są geny, jaki jest ich związek z DNA?

Przyjrzyjmy się teraz, czym są geny. Wiadomo, że istnieją geny, które decydują o grupie krwi, kolorze oczu, włosów, skóry i wielu innych właściwościach naszego organizmu. Gen to ściśle określony odcinek DNA, składający się z określonej liczby nukleotydów ułożonych w ściśle określoną kombinację. Lokalizacja w ściśle określonym odcinku DNA oznacza, że ​​dany gen ma swoje miejsce i nie można zmienić tego miejsca. Właściwe jest takie porównanie: człowiek mieszka na pewnej ulicy, w pewnym domu i mieszkaniu, a człowiek nie może samowolnie przenieść się do innego domu, mieszkania lub innej ulicy. Pewna liczba nukleotydów w genie oznacza, że ​​każdy gen ma określoną liczbę nukleotydów i nie może stać się mniej lub bardziej. Na przykład gen kodujący produkcję insuliny ma długość 60 par zasad; gen kodujący produkcję hormonu oksytocyny ma 370 pz.

Ścisła sekwencja nukleotydów jest unikalna dla każdego genu i ściśle określona. Na przykład sekwencja AATTAATA to fragment genu kodującego produkcję insuliny. W celu uzyskania insuliny wykorzystuje się właśnie taką sekwencję, do uzyskania np. adrenaliny stosuje się inną kombinację nukleotydów. Ważne jest, aby zrozumieć, że tylko pewna kombinacja nukleotydów koduje określony „produkt” (adrenalina, insulina itp.). Taka wyjątkowa kombinacja pewnej liczby nukleotydów, stojących na „swoim miejscu” – to jest gen.

Oprócz genów w łańcuchu DNA znajdują się tak zwane „sekwencje niekodujące”. Takie niekodujące sekwencje nukleotydowe regulują funkcjonowanie genów, pomagają w spiralizacji chromosomów i wyznaczają początek i koniec genu. Jednak do chwili obecnej rola większości niekodujących sekwencji pozostaje niejasna.

Czym jest chromosom? chromosomy płci

Całość genów danej osoby nazywana jest genomem. Oczywiście nie można upakować całego genomu w pojedynczym DNA. Genom podzielony jest na 46 par cząsteczek DNA. Jedna para cząsteczek DNA nazywana jest chromosomem. Więc to właśnie te chromosomy osoba ma 46 sztuk. Każdy chromosom zawiera ściśle określony zestaw genów, na przykład chromosom 18 zawiera geny kodujące kolor oczu itp. Chromosomy różnią się od siebie długością i kształtem. Najczęstsze formy są w formie X lub Y, ale są też inne. Osoba ma dwa chromosomy o tym samym kształcie, które nazywane są sparowanymi (parami). W związku z takimi różnicami wszystkie sparowane chromosomy są ponumerowane - są 23 pary. Oznacza to, że istnieje para chromosomów #1, para #2, #3 i tak dalej. Każdy gen odpowiedzialny za daną cechę znajduje się na tym samym chromosomie. We współczesnych podręcznikach dla specjalistów lokalizację genu można wskazać np. w następujący sposób: chromosom 22, ramię długie.

Jakie są różnice między chromosomami?

Czym jeszcze chromosomy różnią się od siebie? Co oznacza termin „długie ramię”? Weźmy chromosomy w kształcie litery X. Skrzyżowanie nici DNA może zachodzić ściśle w środku (X) lub może zachodzić nie centralnie. Gdy takie przecięcie nici DNA nie występuje centralnie, to względem punktu przecięcia niektóre końce są dłuższe, inne odpowiednio krótsze. Takie długie końce są powszechnie nazywane długim ramieniem chromosomu, a krótkie końce odpowiednio ramieniem krótkim. Chromosomy w kształcie litery Y są w większości zajęte przez długie ramiona, a krótkie są bardzo małe (nie są nawet zaznaczone na schematycznym obrazie).

Wielkość chromosomów waha się: największe są chromosomy par nr 1 i nr 3, najmniejsze chromosomy par nr 17, nr 19.

Oprócz kształtów i rozmiarów chromosomy różnią się funkcjami. Spośród 23 par 22 pary są somatyczne, a 1 para płciowa. Co to znaczy? Chromosomy somatyczne określają wszystkie zewnętrzne oznaki jednostki, cechy jego reakcji behawioralnych, psychotyp dziedziczny, czyli wszystkie cechy i cechy każdej osoby. Para chromosomów płci określa płeć osoby: mężczyzna lub kobieta. Istnieją dwa typy ludzkich chromosomów płci - X (X) i Y (Y). Jeśli są połączone jako XX (x - x) - to jest kobieta, a jeśli XY (x - y) - mamy przed sobą mężczyznę.

Choroby dziedziczne i uszkodzenia chromosomów

Są jednak „awarie” genomu, wtedy u ludzi wykrywane są choroby genetyczne. Na przykład, gdy w 21 parach chromosomów zamiast dwóch występują trzy chromosomy, rodzi się osoba z zespołem Downa.

Istnieje wiele mniejszych „awarii” materiału genetycznego, które nie prowadzą do zachorowania, ale wręcz przeciwnie, dają dobre właściwości. Wszystkie „awarie” materiału genetycznego nazywane są mutacjami. Mutacje, które prowadzą do choroby lub pogorszenia właściwości organizmu, są uważane za negatywne, a mutacje, które prowadzą do powstania nowych korzystnych właściwości, za pozytywne.

Jednak w odniesieniu do większości chorób, na które dzisiaj cierpią ludzie, nie jest to choroba dziedziczna, a jedynie predyspozycja. Na przykład u ojca dziecka cukier jest powoli wchłaniany. Nie oznacza to, że dziecko urodzi się z cukrzycą, ale będzie miało predyspozycje. Oznacza to, że jeśli dziecko nadużywa słodyczy i produktów mącznych, zachoruje na cukrzycę.

Dziś tzw predykatywny Medycyna. W ramach tej praktyki lekarskiej identyfikuje się u człowieka predyspozycje (na podstawie identyfikacji odpowiednich genów), a następnie podaje mu się zalecenia - jaką dietę stosować, jak właściwie zmieniać tryby pracy i odpoczynku, aby nie dostać chory.

Jak czytać informacje zakodowane w DNA?

Ale jak możesz odczytać informacje zawarte w DNA? Jak wykorzystuje to jej własne ciało? Samo DNA jest rodzajem matrycy, ale nie prostej, ale zakodowanej. Aby odczytać informację z matrycy DNA, jest ona najpierw przenoszona na specjalny nośnik – RNA. RNA jest chemicznie kwasem rybonukleinowym. Różni się od DNA tym, że może przejść przez błonę jądrową do komórki, podczas gdy DNA nie ma tej zdolności (można go znaleźć tylko w jądrze). Zakodowana informacja jest wykorzystywana w samej komórce. Tak więc RNA jest nośnikiem zakodowanej informacji z jądra do komórki.

Jak zachodzi synteza RNA, jak syntezowane jest białko za pomocą RNA?

Nici DNA, z których należy „odczytać” informacje, rozwijają się, specjalny enzym, „budowniczy”, zbliża się do nich i syntetyzuje komplementarny łańcuch RNA równolegle do nici DNA. Cząsteczka RNA składa się również z 4 rodzajów nukleotydów – adeniny (A), uracylu (U), guaniny (G) i cytozyny (C). W tym przypadku komplementarne są następujące pary: adenina - uracyl, guanina - cytozyna. Jak widać, w przeciwieństwie do DNA, RNA wykorzystuje uracyl zamiast tyminy. Oznacza to, że enzym „budowniczy” działa w następujący sposób: jeśli widzi A w nici DNA, to przyłącza Y do nici RNA, jeśli G, to przyłącza C itd. W ten sposób z każdego aktywnego genu podczas transkrypcji powstaje matryca - kopia RNA, która może przejść przez błonę jądrową.

Jak przebiega synteza białka kodowanego przez konkretny gen?

Po opuszczeniu jądra RNA wchodzi do cytoplazmy. Już w cytoplazmie RNA może być, jako macierz, wbudowany w specjalne układy enzymatyczne (rybosomy), które mogą syntetyzować, kierując się informacjami z RNA, odpowiednią sekwencję aminokwasową białka. Jak wiesz, cząsteczka białka składa się z aminokwasów. W jaki sposób rybosom wie, który aminokwas przyłączyć do rosnącego łańcucha białkowego? Odbywa się to na podstawie kodu trypletowego. Kod tripletowy oznacza, że ​​sekwencja trzech nukleotydów łańcucha RNA ( tryplet, na przykład kod GGU) dla jednego aminokwasu (w tym przypadku glicyny). Każdy aminokwas jest kodowany przez określoną trójkę. I tak rybosom „odczytuje” triplet, określa, który aminokwas powinien zostać dodany jako następny, gdy informacja jest wczytywana do RNA. Powstający łańcuch aminokwasów przybiera określoną formę przestrzenną i staje się białkiem zdolnym do pełnienia przypisanych mu funkcji enzymatycznych, budulcowych, hormonalnych i innych.

Białko dla każdego żywego organizmu jest produktem genowym. To właśnie białka determinują wszystkie różne właściwości, cechy i zewnętrzne przejawy genów.

Czas, w którym żyjemy, naznaczony jest niesamowitymi zmianami, ogromnym postępem, kiedy ludzie otrzymują odpowiedzi na coraz to nowe pytania. Życie toczy się szybko do przodu, a to, co do niedawna wydawało się niemożliwe, zaczyna się spełniać. Całkiem możliwe, że to, co dziś wydaje się być fabułą z gatunku science fiction, wkrótce również nabierze cech rzeczywistości.

Jednym z najważniejszych odkryć drugiej połowy XX wieku były kwasy nukleinowe RNA i DNA, dzięki którym człowiek zbliżył się do rozwikłania tajemnic natury.

Kwasy nukleinowe

Kwasy nukleinowe to związki organiczne o właściwościach o dużej masie cząsteczkowej. Zawierają wodór, węgiel, azot i fosfor.

Zostały odkryte w 1869 roku przez F. Misher'a, który badał ropę. Jednak w tym czasie jego odkryciu nie przywiązywano większego znaczenia. Dopiero później, gdy kwasy te znalazły się we wszystkich komórkach zwierzęcych i roślinnych, przyszło zrozumienie ich ogromnej roli.

Istnieją dwa rodzaje kwasów nukleinowych: RNA i DNA (kwasy rybonukleinowy i dezoksyrybonukleinowy). Ten artykuł jest poświęcony kwasowi rybonukleinowemu, ale dla ogólnego zrozumienia rozważymy również, czym jest DNA.

Co

DNA składa się z dwóch nici, które są połączone zgodnie z prawem komplementarności wiązaniami wodorowymi między zasadami azotowymi. Długie łańcuchy skręcone są w spiralę, jeden obrót zawiera prawie dziesięć nukleotydów. Średnica podwójnej helisy to dwa milimetry, odległość między nukleotydami to około pół nanometra. Długość jednej cząsteczki sięga czasami kilku centymetrów. Długość DNA w jądrze komórki ludzkiej wynosi prawie dwa metry.

Struktura DNA zawiera całe DNA, które podlega replikacji, co oznacza proces, podczas którego z jednej cząsteczki powstają dwie całkowicie identyczne cząsteczki potomne.

Jak już wspomniano, łańcuch składa się z nukleotydów, które z kolei składają się z zasad azotowych (adeniny, guaniny, tyminy i cytozyny) oraz reszty kwasu fosforowego. Wszystkie nukleotydy różnią się zasadami azotowymi. Wiązanie wodorowe nie występuje między wszystkimi zasadami, na przykład adenina może łączyć się tylko z tyminą lub guaniną. Tak więc w organizmie jest tyle samo nukleotydów adenylowych, co nukleotydów tymidylowych, a liczba nukleotydów guanylowych jest równa nukleotydom cytydylowym (reguła Chargaffa). Okazuje się, że sekwencja jednego łańcucha determinuje kolejność drugiego, a łańcuchy wydają się wzajemnie odzwierciedlać. Taki wzór, w którym nukleotydy dwóch łańcuchów są ułożone w sposób uporządkowany, a także połączone selektywnie, nazywamy zasadą komplementarności. Oprócz związków wodorowych podwójna helisa oddziałuje również hydrofobowo.

Dwa łańcuchy znajdują się w przeciwnych kierunkach, to znaczy znajdują się w przeciwnych kierunkach. Dlatego naprzeciwko trzech „-koniec jednego jest pięć”-koniec drugiego łańcucha.

Zewnętrznie przypomina spiralne schody, których balustrada jest szkieletem cukrowo-fosforanowym, a stopnie są komplementarnymi zasadami azotu.

Co to jest kwas rybonukleinowy?

RNA to kwas nukleinowy z monomerami zwanymi rybonukleotydami.

Pod względem właściwości chemicznych jest bardzo podobny do DNA, ponieważ oba są polimerami nukleotydów, które są fosforylowanym N-glikozydem zbudowanym na reszcie pentozy (cukier pięciowęglowy), z grupą fosforanową przy piątym atomie węgla i zasada azotowa przy pierwszym atomie węgla.

Jest to pojedynczy łańcuch polinukleotydowy (z wyjątkiem wirusów), który jest znacznie krótszy niż łańcuch DNA.

Jeden monomer RNA to pozostałości następujących substancji:

• zasady azotowe;
• monosacharyd pięciowęglowy;
• kwasy fosforowe.

RNA mają zasady pirymidynowe (uracyl i cytozyna) i purynowe (adenina, guanina). Ryboza jest monosacharydem nukleotydu RNA.

Różnice między RNA a DNA

Kwasy nukleinowe różnią się między sobą następującymi właściwościami:

• jego ilość w komórce zależy od stanu fizjologicznego, wieku i przynależności narządowej;
• DNA zawiera dezoksyrybozę węglowodanową, a RNA rybozę;
• zasadą azotową w DNA jest tymina, aw RNA uracyl;
• klasy pełnią różne funkcje, ale są syntetyzowane na matrycy DNA;
• DNA składa się z podwójnej helisy, podczas gdy RNA składa się z pojedynczej nici;
• nie jest charakterystyczny dla działania w DNA;
• RNA ma więcej mniejszych zasad;
• łańcuchy różnią się znacznie długością.

Historia studiów

Komórka RNA została po raz pierwszy odkryta przez niemieckiego biochemika R. Altmana podczas badania komórek drożdży. W połowie XX wieku udowodniono rolę DNA w genetyce. Dopiero wtedy opisano rodzaje, funkcje i tak dalej RNA. Aż 80-90% masy w komórce przypada na rRNA, które wraz z białkami tworzą rybosom i uczestniczą w biosyntezie białek.

W latach sześćdziesiątych ubiegłego wieku po raz pierwszy zasugerowano, że musi istnieć pewien gatunek niosący informację genetyczną do syntezy białek. Następnie naukowo ustalono, że istnieją takie informacyjne kwasy rybonukleinowe reprezentujące komplementarne kopie genów. Nazywa się je również informacyjnym RNA.

W dekodowanie zapisanych w nich informacji biorą udział tzw. kwasy transportowe.

Później zaczęto opracowywać metody identyfikacji sekwencji nukleotydów i ustalenia struktury RNA w przestrzeni kwasu. Stwierdzono więc, że niektóre z nich, zwane rybozymami, mogą rozszczepiać łańcuchy polirybonukleotydowe. W rezultacie zaczęli zakładać, że w czasie, gdy na planecie narodziło się życie, RNA działało bez DNA i białek. Co więcej, wszystkie przemiany dokonywane były z jej udziałem.

Struktura cząsteczki kwasu rybonukleinowego

Prawie wszystkie RNA to pojedyncze łańcuchy polinukleotydów, które z kolei składają się z monorybonukleotydów - zasad purynowych i pirymidynowych.

Nukleotydy oznaczono początkowymi literami zasad:

• adenina (A), A;
• guanina (G), G;
• cytozyna (C), C;
• uracyl (U), U.

Są one połączone wiązaniami trzy- i pięciofosfodiestrowymi.

W strukturze RNA zawarta jest bardzo różna liczba nukleotydów (od kilkudziesięciu do kilkudziesięciu tysięcy). Mogą tworzyć strukturę drugorzędową składającą się głównie z krótkich dwuniciowych pasm, które są utworzone przez komplementarne zasady.

Struktura cząsteczki kwasu rybnukleinowego

Jak już wspomniano, cząsteczka ma strukturę jednoniciową. RNA otrzymuje swoją drugorzędową strukturę i kształt w wyniku wzajemnego oddziaływania nukleotydów. Jest to polimer, którego monomerem jest nukleotyd składający się z cukru, reszty kwasu fosforowego i zasady azotowej. Zewnętrznie cząsteczka jest podobna do jednego z łańcuchów DNA. Nukleotydy adenina i guanina, które są częścią RNA, są purynami. Cytozyna i uracyl to zasady pirymidynowe.

Proces syntezy

Aby zsyntetyzować cząsteczkę RNA, matrycą jest cząsteczka DNA. To prawda, że ​​proces odwrotny zachodzi również, gdy na macierzy kwasu rybonukleinowego tworzą się nowe cząsteczki kwasu dezoksyrybonukleinowego. Dzieje się tak podczas replikacji niektórych typów wirusów.

Podstawą biosyntezy mogą być również inne cząsteczki kwasu rybonukleinowego. W jej transkrypcji, która zachodzi w jądrze komórkowym, bierze udział wiele enzymów, ale najważniejszym z nich jest polimeraza RNA.

Rodzaje

W zależności od rodzaju RNA jego funkcje również się różnią. Istnieje kilka rodzajów:

• informacyjne i-RNA;
• rybosomalny r-RNA;
• transportowe t-RNA;
• drobny;
• rybozymy;
• wirusowy.

Informacje kwas rybonukleinowy

Takie cząsteczki nazywane są również macierzą. Stanowią około dwóch procent całości w komórce. W komórkach eukariotycznych są one syntetyzowane w jądrach na matrycach DNA, a następnie przechodzą do cytoplazmy i wiążą się z rybosomami. Co więcej, stają się szablonami do syntezy białek: są połączone transferowymi RNA, które przenoszą aminokwasy. Tak przebiega proces transformacji informacji, który realizuje się w unikalnej strukturze białka. W niektórych wirusowych RNA jest to również chromosom.

Jacob i Mano są odkrywcami tego gatunku. Nie mając sztywnej struktury, jego łańcuch tworzy zakrzywione pętle. Nie działając, i-RNA zbiera się w fałdy i składa w kulkę, i rozkłada się w stanie roboczym.

mRNA niesie informacje o sekwencji aminokwasów w syntetyzowanym białku. Każdy aminokwas kodowany jest w określonym miejscu za pomocą kodów genetycznych, które charakteryzują:

• triplet - z czterech mononukleotydów można zbudować sześćdziesiąt cztery kodony (kod genetyczny);
• nieprzekraczanie – informacja porusza się w jednym kierunku;
• ciągłość – zasada działania polega na tym, że jeden mRNA to jedno białko;
• uniwersalność - ten lub inny rodzaj aminokwasu jest kodowany we wszystkich żywych organizmach w ten sam sposób;
• degeneracja - znanych jest dwadzieścia aminokwasów i sześćdziesiąt jeden kodonów, czyli kodowanych jest przez kilka kodów genetycznych.

Kwas rybosomalny rybonukleinowy

Takie cząsteczki stanowią zdecydowaną większość komórkowego RNA, czyli osiemdziesiąt do dziewięćdziesięciu procent całości. Łączą się z białkami i tworzą rybosomy – są to organelle, które dokonują syntezy białek.

Rybosomy to sześćdziesiąt pięć procent rRNA i trzydzieści pięć procent białka. Ten łańcuch polinukleotydowy łatwo zgina się wraz z białkiem.

Rybosom składa się z regionów aminokwasowych i peptydowych. Znajdują się na powierzchniach styku.

Rybosomy swobodnie przemieszczają się we właściwe miejsca. Nie są one bardzo specyficzne i potrafią nie tylko odczytywać informacje z mRNA, ale także tworzyć z nimi macierz.

Transport kwasu rybonukleinowego

tRNA są najlepiej zbadane. Stanowią dziesięć procent komórkowego kwasu rybonukleinowego. Te typy RNA wiążą się z aminokwasami dzięki specjalnemu enzymowi i są dostarczane do rybosomów. W tym przypadku aminokwasy są przenoszone przez cząsteczki transportowe. Zdarza się jednak, że różne kodony kodują aminokwas. Następnie przeniesie je kilka transportowych RNA.

Zwija się w kulkę, gdy jest nieaktywny, a gdy działa, wygląda jak liść koniczyny.

Zawiera następujące sekcje:

• rdzeń akceptorowy mający sekwencję nukleotydową ACC;
• miejsce do przywiązania do rybosomu;
• antykodon kodujący aminokwas, który jest dołączony do tego tRNA.

Drobne gatunki kwasu rybonukleinowego

Ostatnio gatunki RNA zostały uzupełnione o nową klasę, tak zwane małe RNA. Są najprawdopodobniej uniwersalnymi regulatorami, które włączają lub wyłączają geny w rozwoju embrionalnym, a także kontrolują procesy zachodzące w komórkach.

Ostatnio zidentyfikowano również rybozymy, które są aktywnie zaangażowane w fermentację kwasu RNA, działając jako katalizator.

Wirusowe rodzaje kwasów

Wirus może zawierać kwas rybonukleinowy lub kwas dezoksyrybonukleinowy. Dlatego wraz z odpowiednimi cząsteczkami nazywa się je zawierającymi RNA. Kiedy taki wirus dostanie się do komórki, następuje odwrotna transkrypcja - nowe DNA pojawia się na bazie kwasu rybonukleinowego, które integruje się z komórkami, zapewniając istnienie i reprodukcję wirusa. W innym przypadku na nadchodzącym RNA zachodzi tworzenie komplementarnego RNA. Wirusy to białka, aktywność życiowa i reprodukcja przebiega bez DNA, ale tylko na podstawie informacji zawartych w RNA wirusa.

replikacja

Aby poprawić ogólne zrozumienie, konieczne jest rozważenie procesu replikacji, w wyniku którego powstają dwie identyczne cząsteczki kwasu nukleinowego. Tak zaczyna się podział komórek.

Obejmuje polimerazy DNA, zależne od DNA, polimerazy RNA i ligazy DNA.

Proces replikacji składa się z następujących kroków:

• despiralizacja - następuje sekwencyjne rozwijanie matczynego DNA, wychwytywanie całej cząsteczki;
• zerwanie wiązań wodorowych, w których łańcuchy się rozchodzą i pojawia się widelec replikacyjny;
• dostosowanie dNTP do uwolnionych zasad łańcuchów matczynych;
• odszczepianie pirofosforanów od cząsteczek dNTP i tworzenie wiązań fosforodiestrowych w wyniku uwolnionej energii;
• oddychanie.

Po utworzeniu cząsteczki potomnej jądro, cytoplazma i reszta są dzielone. W ten sposób powstają dwie komórki potomne, które całkowicie otrzymały całą informację genetyczną.

Ponadto kodowana jest pierwotna struktura białek syntetyzowanych w komórce. DNA bierze udział w tym procesie pośrednio, a nie bezpośrednio, co polega na tym, że to na DNA zachodzi synteza białek, RNA biorącego udział w powstawaniu. Ten proces nazywa się transkrypcją.

Transkrypcja

Synteza wszystkich cząsteczek zachodzi podczas transkrypcji, czyli przepisywania informacji genetycznej z określonego operonu DNA. Proces jest pod pewnymi względami podobny do replikacji, a pod innymi bardzo się różni.

Podobieństwa to następujące części:

• początek pochodzi z despiralizacji DNA;
• dochodzi do zerwania wiązań wodorowych między zasadami łańcuchów;
• NTF są do nich komplementarnie dostosowane;
• powstają wiązania wodorowe.

Różnice w stosunku do replikacji:

• podczas transkrypcji tylko odcinek DNA odpowiadający transkryptonowi jest odkręcany, podczas gdy podczas replikacji cała cząsteczka jest odkręcana;
• podczas transkrypcji dostrajalne NTP zawierają rybozę, a zamiast tyminy uracyl;
• informacje są spisywane tylko z określonego obszaru;
• po utworzeniu cząsteczki wiązania wodorowe i zsyntetyzowana nić zostają zerwane, a nić zsuwa się z DNA.

Do normalnego funkcjonowania podstawowa struktura RNA powinna składać się tylko z odcinków DNA odpisanych z eksonów.

Nowo powstałe RNA rozpoczyna proces dojrzewania. Ciche regiony są wycinane, a informacyjne regiony są łączone w celu utworzenia łańcucha polinukleotydowego. Co więcej, każdy gatunek ma nieodłączne przemiany tylko z nim.

W mRNA następuje przyłączenie do początkowego końca. Poliadenylat dołącza do miejsca końcowego.

Zasady są modyfikowane w tRNA, tworząc mniejsze gatunki.

W r-RNA poszczególne zasady są również metylowane.

Chronią przed zniszczeniem i poprawiają transport białek do cytoplazmy. RNA w stanie dojrzałym jest z nimi połączone.

Znaczenie kwasów dezoksyrybonukleinowych i rybonukleinowych

Kwasy nukleinowe mają ogromne znaczenie w życiu organizmów. Przechowują, przenoszą do cytoplazmy i dziedziczą do komórek potomnych informacje o białkach syntetyzowanych w każdej komórce. Są obecne we wszystkich żywych organizmach, stabilność tych kwasów odgrywa ważną rolę w prawidłowym funkcjonowaniu zarówno komórek, jak i całego organizmu. Wszelkie zmiany w ich strukturze doprowadzą do zmian komórkowych.

Prawie pół wieku temu, w 1953 roku, D. Watson i F. Crick odkryli zasadę strukturalnej (molekularnej) organizacji substancji genowej - kwasu dezoksyrybonukleinowego (DNA). Struktura DNA dała klucz do mechanizmu dokładnej reprodukcji - reduplikacji - substancji genu. Tak powstała nowa nauka - biologia molekularna. Sformułowano tzw. centralny dogmat biologii molekularnej: DNA – RNA – białko. Jego znaczenie polega na tym, że informacja genetyczna zapisana w DNA jest realizowana w postaci białek, ale nie bezpośrednio, ale poprzez spokrewniony polimer – kwas rybonukleinowy (RNA), a ta droga od kwasów nukleinowych do białek jest nieodwracalna. W ten sposób DNA jest syntetyzowane na DNA, zapewniając własną reduplikację, to znaczy reprodukcję oryginalnego materiału genetycznego w pokoleniach; RNA jest syntetyzowany z DNA, co powoduje przepisanie lub transkrypcję informacji genetycznej do postaci wielu kopii RNA; Cząsteczki RNA służą jako matryce do syntezy białek – informacja genetyczna jest tłumaczona na postać łańcuchów polipeptydowych. W szczególnych przypadkach RNA może być transkrybowany do postaci DNA („odwrotna transkrypcja”), a także kopiowany w postaci RNA (replikacja), ale białko nigdy nie może być matrycą dla kwasów nukleinowych (więcej szczegółów).

Tak więc to DNA determinuje dziedziczność organizmów, czyli zestaw białek i powiązanych cech, które są reprodukowane z pokolenia na pokolenie. Biosynteza białek jest centralnym procesem materii ożywionej, a kwasy nukleinowe dostarczają jej z jednej strony programu określającego cały zestaw i specyfikę syntetyzowanych białek, a z drugiej mechanizmu dokładnego odtwarzania tego programu na pokolenia . W konsekwencji pochodzenie życia w jego nowoczesnej formie komórkowej sprowadza się do powstania mechanizmu dziedzicznej biosyntezy białek.

BIOSYNTEZA BIAŁKA

Centralny dogmat biologii molekularnej postuluje jedynie sposób przekazywania informacji genetycznej z kwasów nukleinowych do białek, a w konsekwencji do właściwości i cech żywego organizmu. Badanie mechanizmów realizacji tego szlaku w kolejnych dekadach, które nastąpiły po sformułowaniu centralnego dogmatu, ujawniło znacznie bardziej zróżnicowane funkcje RNA niż tylko bycie nośnikiem informacji od genów (DNA) do białek i służenie jako matryca do syntezy białek .

Na ryc. 1 przedstawia ogólny schemat biosyntezy białka w komórce. posłańca RNA(messenger RNA, messenger RNA, mRNA), kodujące białka, które omówiono powyżej, jest tylko jedną z trzech głównych klas komórkowych RNA. Ich masa (około 80%) to inna klasa RNA - rybosomalny RNA, które tworzą ramę strukturalną i centra funkcjonalne uniwersalnych cząstek syntetyzujących białka - rybosomów. To właśnie rybosomalne RNA są odpowiedzialne – zarówno strukturalnie, jak i funkcjonalnie – za tworzenie ultramikroskopowych maszyn molekularnych zwanych rybosomami. Rybosomy otrzymują informację genetyczną w postaci cząsteczek mRNA i będąc przez nie zaprogramowane, wytwarzają białka ściśle według tego programu.

Jednak do syntezy białek nie wystarczy sama informacja czy program – potrzebny jest też materiał, z którego można je wykonać. Przepływ materiału do syntezy białek trafia do rybosomów przez trzecią klasę komórkowego RNA - transfer RNA(transferowy RNA, transferowy RNA, tRNA). Wiążą kowalencyjnie - akceptują - aminokwasy, które służą jako budulec białek i wchodzą w rybosomy w postaci aminoacylo-tRNA. W rybosomach aminoacylo-tRNA oddziałują z kodonami - kombinacjami trzech nukleotydów - mRNA, w wyniku czego kodony są dekodowane podczas translacji.

KWASY RYBONUKLEIOWE

Mamy więc zestaw głównych komórkowych RNA, które określają główny proces współczesnej żywej materii - biosyntezę białek. Są to mRNA, rybosomalny RNA i tRNA. RNA jest syntetyzowany na DNA przy użyciu enzymów - polimeraz RNA, które przeprowadzają transkrypcję - przepisywanie pewnych odcinków (odcinków liniowych) dwuniciowego DNA do postaci jednoniciowego RNA. Regiony DNA kodujące białka komórkowe są przepisywane w postaci mRNA, natomiast do syntezy licznych kopii rybosomalnego RNA i tRNA istnieją specjalne regiony genomu komórkowego, z których następuje intensywne przepisywanie bez późniejszej translacji na białka.

Struktura chemiczna RNA. Chemicznie RNA jest bardzo podobny do DNA. Obie substancje są liniowymi polimerami nukleotydów. Każdy monomer - nukleotyd - jest fosforylowanym N-glikozydem, zbudowanym z pięciowęglowej reszty cukrowej - pentozy, niosącej grupę fosforanową przy grupie hydroksylowej piątego atomu węgla (wiązanie estrowe) i zasadę azotową przy pierwszym atomie węgla ( wiązanie N-glikozydowe). Główna różnica chemiczna między DNA a RNA polega na tym, że resztą cukrową monomeru RNA jest ryboza, a monomerem DNA jest dezoksyryboza, która jest pochodną rybozy, w której przy drugim atomie węgla nie ma grupy hydroksylowej (ryc. 2). ).

Istnieją cztery typy zasad azotowych zarówno w DNA, jak i RNA: dwie zasady purynowe - adenina (A) i guanina (G) - oraz dwie zasady pirymidynowe - cytozyna (C) i uracyl (U) lub jej metylowana pochodna tymina (T).

Uracyl jest charakterystyczny dla monomerów RNA, podczas gdy tymina jest charakterystyczna dla monomerów DNA i jest to druga różnica między RNA a DNA. Monomery - rybonukleotydy RNA lub deoksyrybonukleotydy DNA - tworzą łańcuch polimerowy, tworząc mostki fosfodiestrowe między resztami cukru (pomiędzy piątym a trzecim atomem węgla pentozy). Zatem łańcuch polimerowy kwasu nukleinowego - DNA lub RNA - może być reprezentowany jako liniowy szkielet cukrowo-fosforanowy z zasadami azotowymi jako grupami bocznymi.

Struktura makromolekularna RNA. Podstawowa różnica makrostrukturalna między tymi dwoma typami kwasów nukleinowych polega na tym, że DNA jest pojedynczą podwójną helisą, to znaczy makrocząsteczką dwóch komplementarnie połączonych nici polimerowych, spiralnie skręconych wokół wspólnej osi (patrz [ , ]), a RNA jest pojedynczym -skrętny polimer. Jednocześnie oddziaływania grup bocznych - zasad azotowych - ze sobą, a także z fosforanami i hydroksylami szkieletu cukrowo-fosforanowego, prowadzą do tego, że jednoniciowy polimer RNA zwija się i skręca w zwarta struktura, podobna do fałdowania łańcucha polipeptydowego białka w zwartą kulkę. W ten sposób unikalne sekwencje nukleotydowe RNA mogą tworzyć unikalne struktury przestrzenne.

Specyficzną strukturę przestrzenną RNA po raz pierwszy zademonstrowano podczas odszyfrowywania struktury atomowej jednego z tRNA w 1974 roku [ , ] (ryc. 3). Pofałdowanie łańcucha polimerowego tRNA, który składa się z 76 monomerów nukleotydowych, prowadzi do powstania bardzo zwartego kulistego rdzenia, z którego wystają pod kątem prostym dwa występy. Są to krótkie podwójne helisy podobne do DNA, ale zorganizowane przez interakcję odcinków tej samej nici RNA. Jedna z wypukłości jest akceptorem aminokwasów i bierze udział w syntezie łańcucha polipeptydowego białka na rybosomie, podczas gdy druga jest przeznaczona do komplementarnej interakcji z trypletem kodującym (kodonem) mRNA w tym samym rybosomie. Tylko taka struktura jest zdolna do swoistej interakcji z białkiem-enzymem, który przyłącza aminokwas do tRNA oraz z rybosomem podczas translacji, czyli jest przez nie swoiście „rozpoznawana”.

Badanie izolowanych rybosomalnych RNA dostarczyło następującego uderzającego przykładu tworzenia zwartych, specyficznych struktur z jeszcze dłuższych liniowych polimerów tego typu. Rybosom składa się z dwóch nierównych części - dużych i małych podcząstek rybosomalnych (podjednostek). Każda podjednostka jest zbudowana z jednego wysokopolimerowego RNA i różnych białek rybosomalnych. Długość łańcuchów rybosomalnego RNA jest bardzo istotna: na przykład RNA małej podjednostki rybosomu bakteryjnego zawiera ponad 1500 nukleotydów, a RNA dużej podjednostki zawiera około 3000 nukleotydów. U ssaków, w tym u ludzi, te RNA są jeszcze większe - około 1900 nukleotydów i ponad 5000 nukleotydów odpowiednio w małej i dużej podjednostce.

Wykazano, że wyizolowane rybosomalne RNA, oddzielone od swoich partnerów białkowych i otrzymane w czystej postaci, same są zdolne do spontanicznego fałdowania się w zwarte struktury podobne pod względem wielkości i kształtu do podjednostek rybosomalnych]. Kształt dużych i małych subcząstek jest różny, a zatem kształt dużych i małych rybosomalnych RNA jest różny (ryc. 4). W ten sposób liniowe łańcuchy rybosomalnego RNA samoorganizują się w określone struktury przestrzenne, które determinują rozmiar, kształt i, jak się wydaje, wewnętrzną strukturę subcząstek rybosomalnych, a w konsekwencji całego rybosomu.

Mniejsze RNA. Gdy badano składniki żywej komórki i poszczególne frakcje całkowitego komórkowego RNA, stało się jasne, że sprawa nie ogranicza się do trzech głównych typów RNA. Okazało się, że w naturze istnieje wiele innych rodzajów RNA. Są to przede wszystkim tzw. „małe RNA”, które zawierają do 300 nukleotydów, często o nieznanych funkcjach. Z reguły są one związane z jednym lub kilkoma białkami i występują w komórce jako rybonukleoproteiny – „małe RNP”.

Małe RNA są obecne we wszystkich częściach komórki, w tym w cytoplazmie, jądrze, jąderku i mitochondriach. Większość z tych małych RNP, których funkcje są znane, bierze udział w mechanizmach posttranskrypcyjnego przetwarzania głównych typów RNA (obróbka RNA) - transformacji prekursorów mRNA w dojrzałe mRNA (splicing), edycji mRNA, biogenezy tRNA i dojrzewania rybosomów RNA. Jeden z najliczniejszych typów małych RNP (SRP) w komórkach odgrywa kluczową rolę w transporcie syntetyzowanych białek przez błonę komórkową. Znane są rodzaje małych RNA, które pełnią funkcje regulacyjne w translacji. Specjalny mały RNA jest częścią najważniejszego enzymu odpowiedzialnego za utrzymanie replikacji DNA w pokoleniach komórek - telomerazy. Należy powiedzieć, że ich rozmiary molekularne są porównywalne z rozmiarami komórkowych białek globularnych. W ten sposób stopniowo staje się jasne, że o funkcjonowaniu żywej komórki decyduje nie tylko różnorodność syntetyzowanych w niej białek, ale także obecność bogatego zestawu różnych RNA, z których małe RNA w dużej mierze imitują zwartość i wielkość białka.

Rybozymy. Całe aktywne życie jest zbudowane na metabolizmie - metabolizmie, a wszystkie biochemiczne reakcje metabolizmu zachodzą w tempie właściwym dla życia tylko dzięki wysoce wydajnym specyficznym katalizatorom stworzonym przez ewolucję. Od wielu dziesięcioleci biochemicy są przekonani, że kataliza biologiczna jest zawsze i wszędzie prowadzona przez białka zwane enzymy, lub enzymy. I tak w latach 1982-1983. wykazano, że w przyrodzie występują typy RNA, które podobnie jak białka wykazują wysoce swoistą aktywność katalityczną [ , ]. Takie katalizatory RNA nazwano rybozymy. Skończyła się idea wyłączności białek w katalizie reakcji biochemicznych.

Obecnie rybosom jest również uważany za rybozym. Rzeczywiście, wszystkie dostępne dane doświadczalne wskazują, że synteza łańcucha polipeptydowego białka w rybosomie jest katalizowana przez rybosomalny RNA, a nie przez białka rybosomalne. Zidentyfikowano katalityczny region dużego rybosomalnego RNA odpowiedzialny za katalizę reakcji transpeptydacji, przez którą łańcuch polipeptydowy białka jest wydłużany podczas translacji.

Jeśli chodzi o replikację wirusowego DNA, jej mechanizm niewiele różni się od reduplikacji materiału genetycznego - DNA - samej komórki. W przypadku wirusowego RNA realizowane są procesy, które są tłumione lub całkowicie nieobecne w normalnych komórkach, gdzie cały RNA jest syntetyzowany tylko na DNA jako matrycy. W przypadku infekcji wirusami zawierającymi RNA sytuacja może być dwojaka. W niektórych przypadkach DNA jest syntetyzowany na wirusowym RNA jako matrycy („odwrotna transkrypcja”) i liczne kopie wirusowego RNA są transkrybowane na tym DNA. W innych, najciekawszych dla nas przypadkach, na wirusowym RNA syntetyzowany jest komplementarny łańcuch RNA, który służy jako matryca do syntezy - replikacji - nowych kopii wirusowego RNA. W ten sposób podczas infekcji wirusami zawierającymi RNA realizowana jest podstawowa zdolność RNA do determinowania reprodukcji własnej struktury, tak jak w przypadku DNA.

Wielofunkcyjność RNA. Podsumowując i przeglądając wiedzę na temat funkcji RNA, możemy mówić o niezwykłej wielofunkcyjności tego polimeru w przyrodzie. Można podać następującą listę głównych znanych funkcji RNA.

Genetyczna funkcja replikacyjna: strukturalna zdolność do kopiowania (replikacji) liniowych sekwencji nukleotydów poprzez sekwencje komplementarne. Funkcja ta realizowana jest w infekcjach wirusowych i jest podobna do głównej funkcji DNA w życiu organizmów komórkowych - reduplikacji materiału genetycznego.

Funkcja kodująca: programowanie syntezy białek za pomocą liniowych sekwencji nukleotydów. To ta sama funkcja, co DNA. Zarówno w DNA, jak iw RNA te same tryplety nukleotydowe kodują 20 aminokwasów białek, a sekwencja trypletów w łańcuchu kwasu nukleinowego jest programem do sekwencyjnego układania 20 rodzajów aminokwasów w łańcuchu polipeptydowym białka.

Funkcja strukturotwórcza: tworzenie unikalnych struktur trójwymiarowych. Kompaktowo złożone małe cząsteczki RNA są zasadniczo podobne do trójwymiarowych struktur białek kulistych, podczas gdy dłuższe cząsteczki RNA mogą również tworzyć większe cząsteczki biologiczne lub ich jądra.

Funkcja rozpoznawania: wysoce specyficzne oddziaływania przestrzenne z innymi makrocząsteczkami (w tym białkami i innymi RNA) oraz z małymi ligandami. Ta funkcja jest prawdopodobnie najważniejsza w białkach. Opiera się na zdolności polimeru do fałdowania się w unikalny sposób i tworzenia określonych trójwymiarowych struktur. Funkcja rozpoznawania jest podstawą specyficznej katalizy.

Funkcja katalityczna: specyficzna kataliza reakcji chemicznych przez rybozymy. Ta funkcja jest podobna do funkcji enzymatycznej białek enzymatycznych.

Ogólnie rzecz biorąc, RNA jawi się nam jako tak niesamowity polimer, że wydaje się, że ani czas ewolucji Wszechświata, ani intelekt Stwórcy nie powinny wystarczyć do jego wynalezienia. Jak widać, RNA jest w stanie pełnić funkcje obu polimerów fundamentalnie ważnych dla życia - DNA i białek. Nic dziwnego, że przed nauką pojawiło się pytanie: czy pojawienie się i samowystarczalne istnienie świata RNA może poprzedzać pojawienie się życia w jego nowoczesnej formie DNA-białko?

POCHODZENIE ŻYCIA

Teoria białkowo-koacerwatowa Oparin. Być może pierwszą naukową, przemyślaną teorię powstania życia w sposób abiogenny zaproponował biochemik A.I. Oparin jeszcze w latach 20. ubiegłego wieku [,]. Teoria ta opierała się na założeniu, że wszystko zaczęło się od białek oraz na możliwości, w określonych warunkach, spontanicznej chemicznej syntezy monomerów białek - aminokwasów - i polimeropodobnych białek (polipeptydów) w sposób abiogenny. Publikacja teorii pobudziła liczne eksperymenty w wielu laboratoriach na całym świecie, które pokazały realność takiej syntezy w sztucznych warunkach. Teoria szybko stała się powszechnie akceptowana i niezwykle popularna.

Jej głównym postulatem było to, aby związki białkopodobne powstające spontanicznie w pierwotnym „bulionie” zostały połączone „w krople koacerwatu – oddzielne układy koloidalne (zole) unoszące się w bardziej rozcieńczonym roztworze wodnym. Dało to główny warunek wstępny do powstania organizmów – izolacja ze środowiska pewnego układu biochemicznego, jego kompartmentalizacja. Ponieważ niektóre związki białkopodobne kropli koacerwatu mogły mieć działanie katalityczne, stało się możliwe zachodzenie wewnątrz kropli reakcji syntezy biochemicznej - istniały pozory asymilacji, a co za tym idzie wzrostu koacerwatu z jego późniejszym rozpadem na części - reprodukcja Koacerwat uznano za prototyp żywej komórki (ryc. 5).

Wszystko było dobrze przemyślane i naukowo uzasadnione w teorii, z wyjątkiem jednego problemu, który przez długi czas przymykał oko na prawie wszystkich ekspertów w dziedzinie pochodzenia życia. Jeśli pojedyncze udane konstrukcje cząsteczek białka (na przykład skuteczne katalizatory, które zapewniają temu koacerwacie przewagę we wzroście i reprodukcji) powstały spontanicznie, za pomocą losowych syntez bez matrycy w koacerwacie, w jaki sposób można je skopiować do dystrybucji w koacerwacie , a tym bardziej w przypadku przeniesienia na potomnych koacerwatów? Teoria nie była w stanie zaproponować rozwiązania problemu dokładnego rozmnażania - w koacerwacie iw pokoleniach - pojedynczych, losowo pojawiających się skutecznych struktur białkowych.

Świat RNA jako prekursor współczesnego życia. Nagromadzenie wiedzy o kodzie genetycznym, kwasach nukleinowych i biosyntezie białek doprowadziło do aprobaty całkowicie nowego pomysłu na temat TOM, że wszystko zaczęło się nie od białek, ale od RNA [ - ]. Kwasy nukleinowe to jedyny rodzaj polimerów biologicznych, których struktura makrocząsteczkowa, ze względu na zasadę komplementarności w syntezie nowych łańcuchów (więcej szczegółów patrz), zapewnia możliwość kopiowania własnej liniowej sekwencji jednostek monomerowych, czyli innymi słowy: zdolność do reprodukcji (replikacji) polimeru, jego mikrostruktury. Dlatego tylko kwasy nukleinowe, ale nie białka, mogą być materiałem genetycznym, czyli odtwarzalnymi cząsteczkami, które powtarzają swoją specyficzną mikrostrukturę w pokoleniach.

Z wielu powodów to RNA, a nie DNA, może reprezentować pierwotny materiał genetyczny.

Po pierwsze, zarówno w syntezie chemicznej, jak i reakcjach biochemicznych rybonukleotydy poprzedzają deoksyrybonukleotydy; deoksyrybonukleotydy są produktami modyfikacji rybonukleotydów (patrz ryc. 2).

Po drugie, w najstarszych, uniwersalnych procesach metabolizmu życiowego szeroko reprezentowane są rybonukleotydy, a nie deoksyrybonukleotydy, w tym główne nośniki energii, takie jak polifosforany rybonukleozydów (ATP itp.).

Po trzecie, Replikacja RNA może zachodzić bez udziału DNA, a mechanizm replikacji DNA, nawet we współczesnym świecie żywym, wymaga obowiązkowego udziału startera RNA w inicjacji syntezy łańcucha DNA.

Czwarty, Posiadając wszystkie te same funkcje matrycowe i genetyczne co DNA, RNA jest również zdolny do wykonywania szeregu funkcji właściwych białkom, w tym katalizy reakcji chemicznych. Tak więc istnieją wszelkie powody, aby uważać DNA za późniejsze nabycie ewolucyjne - jako modyfikację RNA, wyspecjalizowaną do pełnienia funkcji reprodukcji i przechowywania unikalnych kopii genów w genomie komórkowym bez bezpośredniego udziału w biosyntezie białek.

Po odkryciu aktywnych katalitycznie RNA idea prymatu RNA w pochodzeniu życia otrzymała silny impuls do rozwoju i została sformułowana koncepcja. samowystarczalny świat RNA, poprzedzające współczesne życie [ , ]. Możliwy schemat powstania świata RNA pokazano na ryc. 6.

Synteza abiogeniczna rybonukleotydów i ich kowalencyjne połączenie w oligomery i polimery typu RNA mogą zachodzić w mniej więcej tych samych warunkach iw tym samym układzie chemicznym, które postulowano dla tworzenia aminokwasów i polipeptydów. Ostatnio A.B. Chetverin i wsp. (Protein Institute, Russian Academy of Sciences) wykazali eksperymentalnie, że przynajmniej niektóre polirybonukleotydy (RNA) w zwykłym środowisku wodnym są zdolne do spontanicznej rekombinacji, to znaczy wymiany segmentów łańcucha, poprzez transestryfikację. Zamiana segmentów krótkołańcuchowych na długie powinna prowadzić do wydłużenia polirybonukleotydów (RNA), a sama taka rekombinacja powinna przyczynić się do zróżnicowania strukturalnego tych cząsteczek. Wśród nich mogą również powstać katalitycznie aktywne cząsteczki RNA.

Nawet niezwykle rzadkie pojawienie się pojedynczych cząsteczek RNA, które były w stanie katalizować polimeryzację rybonukleotydów lub splicing oligonukleotydów na łańcuchu komplementarnym jak na matrycy [ , ] oznaczało powstanie mechanizmu replikacji RNA. Replikacja samych katalizatorów RNA (rybozymy) powinna doprowadzić do pojawienia się samoreplikujących się populacji RNA. Tworząc swoje kopie, RNA pomnożyło się. Nieuniknione błędy w kopiowaniu (mutacji) i rekombinacji w samoreplikujących się populacjach RNA stworzyły coraz większą różnorodność tego świata. Tak więc rzekomy starożytny świat RNA to „samowystarczalny świat biologiczny, w którym cząsteczki RNA funkcjonowały zarówno jako materiał genetyczny, jak i jako katalizatory enzymatyczne” .

Pojawienie się biosyntezy białek. Ponadto, w oparciu o świat RNA, powstawanie mechanizmów biosyntezy białek, powstawanie różnych białek o dziedzicznej strukturze i właściwościach, kompartmentalizację systemów biosyntezy białek i zestawów białek, prawdopodobnie w postaci koacerwatów oraz ewolucję drugie w struktury komórkowe - powinny mieć miejsce żywe komórki (patrz ryc. 6).

Problem przejścia ze starożytnego świata RNA do współczesnego świata syntezy białek jest najtrudniejszy nawet dla rozwiązania czysto teoretycznego. Możliwość abiogennej syntezy polipeptydów i substancji białkopodobnych nie pomaga w rozwiązaniu problemu, ponieważ nie ma konkretnego sposobu, w jaki ta synteza mogłaby być powiązana z RNA i podlegać kontroli genetycznej. Kontrolowana genetycznie synteza polipeptydów i białek musiała rozwijać się niezależnie od pierwotnej syntezy abiogennej, na swój sposób, w oparciu o istniejący już świat RNA. W literaturze zaproponowano kilka hipotez dotyczących powstania współczesnego mechanizmu biosyntezy białek w świecie RNA, ale być może żadnej z nich nie można uznać za dogłębnie przemyślaną i bezbłędną pod względem możliwości fizykochemicznych. Przedstawię moją wersję procesu ewolucji i specjalizacji RNA, prowadzącą do powstania aparatu biosyntezy białek (ryc. 7), ale nie pretenduje ona do kompletności.

Zaproponowany hipotetyczny schemat zawiera dwa zasadnicze punkty, które wydają się fundamentalne.

Po pierwsze, Postuluje się, że abiogenicznie syntetyzowane oligorybonukleotydy aktywnie rekombinują poprzez mechanizm spontanicznej nieenzymatycznej transestryfikacji, prowadząc do powstania wydłużonych łańcuchów RNA i powodując ich zróżnicowanie. W ten sposób w populacji oligonukleotydów i polinukleotydów mogą pojawić się zarówno katalitycznie aktywne typy RNA (rybozymy), jak i inne typy RNA o wyspecjalizowanych funkcjach (patrz ryc. 7). Ponadto nieenzymatyczna rekombinacja oligonukleotydów komplementarnie wiążących się z matrycą polinukleotydową może zapewnić sieciowanie (splicing) fragmentów komplementarnych do tej matrycy w pojedynczy łańcuch. W ten sposób, a nie przez katalizowaną polimeryzację mononukleotydów, można przeprowadzić pierwotne kopiowanie (propagację) RNA. Oczywiście, jeśli pojawiły się rybozymy, które wykazywały aktywność polimerazy, to wydajność (dokładność, szybkość i produktywność) kopiowania była na zasadzie komplementarnej. matryca powinna znacznie wzrosnąć.

druga Zasadniczym punktem mojej wersji jest to, że podstawowy aparat do biosyntezy białek powstał na bazie kilku rodzajów wyspecjalizowanego RNA przed pojawieniem się aparatu do enzymatycznej (polimerazy) replikacji materiału genetycznego - RNA i DNA. Ten podstawowy aparat obejmował katalitycznie aktywny prorybosomalny RNA o aktywności transferazy peptydylowej; zestaw pro-tRNA, które specyficznie wiążą aminokwasy lub krótkie peptydy; inny prorybosomalny RNA zdolny do jednoczesnego oddziaływania z katalitycznym prorybosomalnym RNA, pro-mRNA i pro-tRNA (patrz Ryc. 7). Taki system mógłby już syntetyzować łańcuchy polipeptydowe dzięki katalizowanej przez niego reakcji transpeptydacji. Wśród innych białek aktywnych katalitycznie - enzymów pierwotnych (enzymów) - pojawiły się białka katalizujące polimeryzację nukleotydów - replikaz, czyli polimeraz NK.

Możliwe jednak, że hipoteza starożytnego świata RNA jako poprzednika współczesnego świata żywego nigdy nie będzie w stanie uzyskać wystarczającego uzasadnienia, aby przezwyciężyć główną trudność - naukowo wiarygodny opis mechanizmu przejścia od RNA i jego replikacji do biosyntezy białek. Istnieje atrakcyjna i dobrze przemyślana alternatywna hipoteza AD. Altshtein (Instytut Biologii Genowej Rosyjskiej Akademii Nauk), który postuluje, że replikacja materiału genetycznego i jego translacja - synteza białek - powstawały i ewoluowały jednocześnie i sprzężono, zaczynając od interakcji abiogenicznie zsyntetyzowanych oligonukleotydów i aminoacylonukleotydów - mieszanych bezwodników aminokwasów i nukleotydów. Ale to kolejna historia... „A Szeherezada złapała rano i przerwała dozwoloną mowę”.)

Literatura

. Watson J.D., Crick F.H.C. Struktura molekularna kwasów nukleinowych // Natura. 1953. V. 171. P. 738-740.

. Watson J.D., Crick F.H.C. Genetyczne implikacje struktury kwasu nukleinowego dezoksyrybozy // Nature 1953 V. 171. P. 964-967.

. Spirin A.S. Współczesna biologia i bezpieczeństwo biologiczne // Biuletyn Rosyjskiej Akademii Nauk. 1997. Nr 7.

. Spirin A.S. O strukturze makrocząsteczkowej natywnego wysokopolimerowego kwasu rybonukleinowego w roztworze // Journal of Molecular Biology. 1960. V. 2. P. 436-446.

. Kirn S.H., Suddath F.L., Quigley GJ. i in. Trójwymiarowa trzeciorzędowa struktura transferowego RNA drożdżowego fenyloalaniny // Nauka. 1974. V. 185. S. 435-40.

. Robertas J.D., Ladner J.E., Finch J.T. i in. Struktura drożdżowego tRNA fenyloalaniny w rozdzielczości 3 A // Natura. 1974. V. 250. P. 546-551.

. Wasiliew V.D., Serdyuk I.N., Gudkov A.T., SPIRin A.S. Samoorganizacja rybosomalnego RNA // Struktura, funkcja i genetyka rybosomów / Eds. Hardesty B. i Kramer G. New York: Springer-Verlag, 1986, s. 129-142.

. Baserga SJ., Steitz J.A. Zróżnicowany świat małych rybonukleoprotein // Świat RNA / Eds. Gesteland R.F. i Atkinsa J.F. Nowy Jork: Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, 1993, s. 359-381.

. Kruger K., Grabowski PJ., Zaug AJ. i in. Self-splicing RNA: Autowycięcie i autocyklizacja sekwencji interweniującej rybosomalnego RNA Tetrahymena

. Bartel D.P., Szostak J.W. Izolacja nowych rybozymów z dużej puli losowych sekwencji // Nauka. 1993. V. 261. P. 1411-1418.

. Ekland E.H., Bartel D.P. Katalizowana przez RNA polimeryzacja RNA przy użyciu trifosforanów nukleozydów // Natura. 1996 V. 382. S. 373-376.

. Orgel L.E. Pochodzenie życia – przegląd faktów i spekulacji //Trends in Biochemical Sciences. 1998. V. 23. s. 491-495.

. Altstein n.e. Pochodzenie układu genetycznego: hipoteza potomna // Biologia molekularna. 1987. T. 21. S. 309-322.

Spirin Alexander Sergeevich - akademik, dyrektor Instytutu Badań nad Białkami Rosyjskiej Akademii Nauk, członek Prezydium Rosyjskiej Akademii Nauk.

Najpierw kilka ogólnych przepisów.

Cały program procesów chemicznych w organizmie jest zapisany w DNA - molekularnym repozytorium informacji genetycznej. Zwykle przepływ tych informacji obrazuje schemat: DNA RNA PROTEIN, który pokazuje proces translacji języka genetycznego sekwencji nukleotydowych na sekwencje aminokwasowe. Schemat DNA RNA oznacza biosyntezę cząsteczek RNA, których sekwencja nukleotydów jest komplementarna do pewnego odcinka (genu) cząsteczki DNA. Proces ten jest powszechnie określany jako transkrypcja. W ten sposób syntetyzowane są tRNA, rRNA, mRNA. Oznaczenie RNA PROTEIN wyraża biosyntezę łańcuchów polipeptydowych, których sekwencję aminokwasową określa sekwencja nukleotydowa mRNA z udziałem tRNA i rRNA. Ten proces nazywa się tłumaczeniem. Oba procesy zachodzą przy udziale wielu białek pełniących funkcje katalityczne i niekatalityczne.

biosynteza RNA.

Do syntezy wszystkich rodzajów RNA (p, t, m) stosuje się tylko jeden rodzaj enzymu: RNA zależne od DNA - polimeraza, która zawiera ściśle związany jon cynku. W zależności od rodzaju syntetyzowanego RNA, izolowana jest polimeraza RNA 1 (katalizuje syntezę rRNA), polimeraza RNA 2 (mRNA) i polimeraza RNA 3 (tRNA). W mitochondriach znaleziono inny typ - RNA - polimeraza 4. Masy cząsteczkowe wszystkich typów polimeraz RNA mieszczą się w zakresie 500 000 - 600 000. Cała synteza odbywa się zgodnie z informacją zawartą w odpowiednich genach DNA. Z jakiegokolwiek źródła enzym polimerazy RNA zostałby wyizolowany (ze zwierząt, roślin, bakterii), charakterystyczne są dla niego następujące cechy funkcjonowania in vivo: 1) Stosowane są trifosfonukleozydy, a nie di- i niemonofosfonukleozydy. 2) Do optymalnej aktywności potrzebny jest kofaktor - jon magnezu. 3) Enzym wykorzystuje tylko jedną nić DNA jako matrycę do syntezy komplementarnej kopii RNA (dlatego synteza jest macierzą). Sekwencyjne dodawanie nukleotydów następuje w taki sposób, że łańcuch rośnie od końca 5` do 3` (polimeryzacja 5` - 3`):

K - K - K - 5` F - K - K - 5` F - K - K -5`

5) Część zarodkowa RNA może być użyta do rozpoczęcia syntezy:

Trifosforan nukleozydu

(RNA)n reszt (RNA)n + 1 + PF

RNA - polimeraza

Jednocześnie polimeryzacja może przebiegać (częściej dzieje się to) bez nasion, używając tylko jednego trifosforanu nukleozydu zamiast części nasion (z reguły jest to ATP lub GTP).

6) Podczas tej polimeryzacji enzym kopiuje tylko jedną nić DNA i porusza się wzdłuż matrycy w kierunku 3'-5'. Wybór skopiowanego łańcucha nie jest przypadkowy.

7) Łańcuch DNA matrycy zawiera sygnały inicjacji syntezy RNA dla enzymu zlokalizowane w pewnych pozycjach przed początkiem genu i sygnały zakończenia syntezy zlokalizowane po końcu genu lub grupy genów.

8) Dla procesów opisanych powyżej może być wymagany superskręcony DNA, który pomaga rozpoznać sygnały inicjacji i zakończenia syntezy oraz ułatwia wiązanie polimerazy RNA z matrycą.

Polimeraza RNA to oligomeryczny enzym składający się z 5 podjednostek: alfa, alfa`, beta, beta`, gamma. Pewne podjednostki odpowiadają pewnym funkcjom: na przykład podjednostka beta bierze udział w tworzeniu wiązania fosfodiestrowego, podjednostka gamma bierze udział w rozpoznawaniu sygnału startu.

Region DNA odpowiedzialny za początkowe wiązanie polimerazy RNA nazywany jest promotorem i zawiera 30-60 par zasad azotowych.

Synteza RNA pod wpływem polimerazy RNA zależnej od DNA zachodzi w 3 etapach: inicjacja, elongacja, terminacja.

1) Inicjacja – podjednostka gamma, będąca częścią polimerazy RNA, przyczynia się nie tylko do „rozpoznawania” odcinków promotora DNA, ale również bezpośrednio wiąże się w regionie sekwencji TATA. Oprócz tego, że region TATA jest sygnałem do rozpoznania, może mieć również najmniejszą siłę wiązań wodorowych, co ułatwia „rozwijanie” nici DNA. Istnieją dowody na to, że cAMP jest również zaangażowany w stymulację tego procesu. Podjednostka gamma polimerazy RNA bierze również udział w otwarciu podwójnej helisy DNA. W tym przypadku jedna z nici DNA służy jako matryca do syntezy nowej nici RNA. Gdy tylko rozpocznie się ta synteza, podjednostka gamma zostaje oddzielona od enzymu iw przyszłości dołącza do innej cząsteczki enzymu, aby uczestniczyć w nowym cyklu transkrypcyjnym. „Rozwijanie” DNA następuje, gdy polimeraza RNA przemieszcza się wzdłuż nici kodującej. Jest niezbędny do prawidłowego tworzenia komplementarnych par z nukleotydami wprowadzonymi do łańcucha RNA. Rozmiar nieskręconego odcinka DNA jest stały przez cały proces i wynosi około 17 par zasad na cząsteczkę polimerazy RNA. Ten sam łańcuch kodujący może być jednocześnie odczytywany przez kilka cząsteczek polimerazy RNA, ale proces jest regulowany w taki sposób, że w dowolnym momencie każda cząsteczka polimerazy RNA dokonuje transkrypcji różnych odcinków DNA. Jednocześnie zależna od DNA polimeraza RNA 3, która syntetyzuje tRNA, charakteryzuje się „rozpoznaniem” promotora wewnętrznego.

2) Elongację, czyli kontynuację syntezy prowadzi polimeraza RNA, ale już w postaci tetrameru, ponieważ Podjednostka gamma już się oderwała. Nowa nić rośnie przez kolejne dodawanie rybonukleotydów do wolnej grupy 3'-hydroksylowej. Szybkość syntezy np. mRNA albuminy surowicy wynosi do 100 nukleotydów na sekundę. W przeciwieństwie do polimerazy DNA (którą omówimy poniżej), polimeraza RNA nie sprawdza poprawności nowo utworzonego łańcucha polinukleotydowego. Wskaźnik błędów w syntezie RNA wynosi 1:1 000 000.

3) Terminacja - w grę wchodzi czynnik białkowy r (ro). Nie jest częścią polimerazy RNA. Prawdopodobnie rozpoznaje terminatorową sekwencję nukleotydów na matrycy przez jeden z mechanizmów interakcji między podjednostką gamma a promotorem. Terminator zawiera również około 30–60 par zasad i kończy się serią par AT, chociaż w przypadku niektórych RNA zauważono, że sygnały terminacji mają 1000–2000 zasad oprócz genu kodującego. Możliwe, że jedna z cząstek polimerazy jest również zaangażowana w rozpoznawanie sekwencji terminatora. W takim przypadku synteza RNA zatrzymuje się, a zsyntetyzowana cząsteczka RNA opuszcza enzym. Większość zsyntetyzowanych w ten sposób cząsteczek RNA nie jest biologicznie aktywnych. Są raczej prekursorami, które muszą rozwinąć się w dojrzałe formy poprzez różne reakcje. Nazywa się to przetwarzaniem. Takimi reakcjami są: (1) Fragmentacja długołańcuchowych prekursorów (ponadto z jednego transkryptu może powstać od 1 do 3 tRNA). (2) Dołączanie nukleotydów do końców. (3) Specyficzna modyfikacja nukleotydów (metylacja, sulfonowanie, deaminacja itp.).

Przetwarzanie mRNA ma jeszcze jedną cechę. Okazało się, że czasami informacja kodująca AK – sekwencję w genach, przerywana jest sekwencjami niekodującymi, tj. „rozdarte geny”. Ale podczas transkrypcji kopiowany jest cały „zepsuty” gen. W tym przypadku podczas przetwarzania endonukleaz lub nazywane są one enzymami restrykcyjnymi, regiony niekodujące (introny) są wycinane. Obecnie wyizolowano ich ponad 200. Enzymy restrykcyjne rozszczepiają wiązania (w zależności od rodzaju enzymu) pomiędzy ściśle określonymi nukleotydami (np. G – A, T – A itp.). Ligazy następnie sieciują regiony kodujące (egzony). Większość sekwencji, których transkrypty są obecne w dojrzałych mRNA, jest rozbitych w genomie od jednego do 50 razy przez regiony niekodujące (introny). Ogólnie rzecz biorąc, introny są znacznie dłuższe niż egzony. Funkcje intronów nie zostały dokładnie ustalone. Być może służą one do fizycznego oddzielenia egzonów w celu optymalizacji rearanżacji genetycznych (rekombinacji). Istnieje również synteza RNA bez matrycy. Proces ten jest katalizowany przez enzym fosforylazę polinukleotydową: nuklDF + (nuklMF) n (nuklMF) n + 1 + Fk. Enzym ten nie wymaga matrycy i nie syntetyzuje polimeru o określonej sekwencji polinukleotydowej. Potrzebuje łańcucha RNA tylko jako nasiona. Szereg antybiotyków (około 30) działa hamująco na proces syntezy RNA. Istnieją tutaj dwa mechanizmy: (1) wiązanie z polimerazą RNA, co prowadzi do inaktywacji enzymu (na przykład ryfamycyna wiąże się z jednostką b). (2) Antybiotyki mogą wiązać się z matrycą DNA i blokować wiązanie enzymu z matrycą lub ruch polimerazy RNA wzdłuż DNA (np. aktynomycyna D).

biosynteza DNA.

Informacja genetyczna zawarta w DNA chromosomu może być przekazywana albo przez dokładną replikację, albo przez rekombinację, transpozycję i konwersję:

1) Rekombinacja Dwa homologiczne chromosomy wymieniają materiał genetyczny.

2) Transpozycja – umiejętność przenoszenia genów wzdłuż chromosomu lub pomiędzy chromosomami. Może odgrywać ważną rolę w różnicowaniu komórek.

3) Konwersja - identyczne sekwencje chromosomów mogą tworzyć losowe pary, a niedopasowane sekcje są usuwane.

4) Replikacja (jest to główny rodzaj syntezy DNA), czyli reprodukcja „własnego rodzaju”.

Głównym funkcjonalnym znaczeniem replikacji jest dostarczanie potomstwu informacji genetycznej. Głównym enzymem katalizującym syntezę DNA jest polimeraza DNA. Wyizolowano kilka typów polimerazy DNA: 1) alfa – (wyizolowany z jądra) – jest to główny enzym związany z replikacją chromosomów. 2) beta - (również zlokalizowane w jądrze) - najwyraźniej biorą udział w procesach naprawy i rekombinacji. 3) gamma – (zlokalizowany w mitochondriach) – prawdopodobnie zaangażowany w replikację mitochondrialnego DNA. Aby polimeraza DNA działała, konieczne są następujące warunki: 1) wszystkie 4 dezoksyrybonukleotydy (dATP, dGTP, dCTP i TTP) muszą być obecne w pożywce; 2) dla optymalnej aktywności potrzebny jest kofaktor: jony manganu; 3) konieczna jest obecność skopiowanego dwuniciowego DNA; 4) nukleotydy są przyłączone w kierunku 5` - 3` (5` - 3` - polimeryzacja); 5) replikacja rozpoczyna się na ściśle określonym obszarze i przebiega jednocześnie w obu kierunkach z mniej więcej taką samą prędkością; 6) do rozpoczęcia syntezy jako część zarodkową można użyć fragmentu DNA lub fragmentu RNA, w przeciwieństwie do syntezy RNA, gdzie możliwa jest synteza z poszczególnych nukleotydów; 7) replikacja wymaga superskręconej cząsteczki DNA. Ale jeśli, jak powiedzieliśmy powyżej, transkrypcja (tj. synteza RNA) wymaga polimerazy RNA (z podjednostką gamma do rozpoznawania i wiązania z promotorem) oraz białka rozpoznającego sygnał terminacji (czynnik r), podczas replikacji DNA działanie Polimeraza DNA uzupełnia kilka (około 10) białek, z których niektóre są enzymami. Te dodatkowe białka przyczyniają się do:

1) rozpoznanie początku replikacji przez polimerazę DNA.

2) Lokalne rozwijanie dupleksu DNA, które uwalnia pojedyncze nici do kopiowania matrycy.

3) Stabilizacja stopionej struktury (nieskręcanej).

4) Tworzenie łańcuchów nasiennych w celu zainicjowania działania polimerazy DNA.

5) Uczestniczy w tworzeniu i promocji widełek replikacyjnych.

6) Promuje rozpoznawanie miejsc zakończenia.

7) Wspomaga superzwijanie się DNA.

Określiliśmy wszystkie niezbędne warunki do replikacji DNA. I tak, jak już wspomniano, replikacja DNA zaczyna się w ściśle określonym miejscu. Odwijanie rodzicielskiego DNA wymaga energii uwalnianej przez hydrolizę ATP. Dwie cząsteczki ATP są używane do oddzielenia każdej pary AO. Synteza nowego DNA wiąże się z jednoczesnym rozwijaniem DNA rodzicielskiego. Miejsce, w którym następuje zarówno rozwijanie, jak i synteza, nazywane jest „widełkami replikacyjnymi”:

rodzicielskie DNA

Nowo zsyntetyzowane DNA

Replikacja DNA zachodzi w taki sposób, że każda nić rodzicielskiego 2-niciowego DNA jest matrycą do syntezy nowej nici komplementarnej, a dwie nici (pierwotna i nowo zsyntetyzowane) łączą się, tworząc kolejne generacje DNA. Ten mechanizm nazywa się replikacją semikonserwatywną. Replikacja DNA odbywa się jednocześnie na 2 niciach i przebiega, jak już wspomniano, w kierunku 5` - 3`. Ale łańcuchy rodzicielskiego DNA biegną w różnych kierunkach. Nie ma jednak enzymu prowadzącego syntezę DNA w kierunku 3`-5`. Dlatego jedna nić kopiująca nić rodzicielska o kierunku 5`-3` będzie syntetyzowana w sposób ciągły (nazywa się to „wiodącą”), druga nić również będzie syntetyzowana w kierunku 5`-3`, ale we fragmentach po 150 -200 nukleotydów, które są następnie łączone. Ten łańcuch nazywa się „opóźnieniem”.

Aby rozpocząć syntezę nowego DNA, potrzebne jest ziarno. Powiedzieliśmy już, że nasionem może być fragment DNA lub RNA. Jeśli RNA służy jako nasiono, to jest to bardzo krótki łańcuch, zawiera około 10 nukleotydów i jest nazywany starterem. Syntetyzuje starter komplementarny do jednej z nici DNA, specjalny enzym - primase. Sygnałem do aktywacji primazy jest tworzenie się pośredniego kompleksu wstępnego, składającego się z 5 białek. Grupa 3'-końcowa (grupa hydroksylowa końcowego rybonukleotydu startera) służy jako zarodek do syntezy DNA pod wpływem polimerazy DNA. Po syntezie DNA składnik RNA (starter) jest hydrolizowany przez polimerazę DNA.

Praca polimeraz DNA jest kierowana przez matrycę, to znaczy skład nukleotydów nowo zsyntetyzowanego DNA zależy od charakteru matrycy. Z kolei polimeraza DNA zawsze usuwa niekomplementarne reszty na końcu startera przed kontynuowaniem polimeryzacji. Zatem replikacja DNA przebiega z dużą precyzją, ponieważ parowanie zasad jest sprawdzane dwukrotnie. Polimerazy DNA są w stanie budować łańcuchy nowo zsyntetyzowanego DNA, ale nie są w stanie katalizować połączenia 2 nici DNA lub zamykać jednej nici (podczas tworzenia kolistego DNA). Funkcje te pełni ligaza DNA, która katalizuje tworzenie wiązania fosfodiestrowego między 2 niciami DNA. Enzym ten jest aktywny w obecności wolnej grupy OH na końcu 3' jednej nici DNA i grupy fosforanowej na końcu 5' innej nici DNA. Sieciowanie łańcuchów następuje dzięki energii ATP. Ponieważ wiele czynników chemicznych i fizycznych (promieniowanie jonizujące, promieniowanie UV, różne chemikalia) powoduje uszkodzenia DNA (zmiana lub utrata AO, zerwanie wiązań fosfodiestrowych itp.), wszystkie komórki mają mechanizmy korygowania tych uszkodzeń. DNA restrykcyjne wyszukuje te uszkodzenia i wycina uszkodzony obszar, polimeraza DNA dokonuje naprawy (regeneracyjnej) syntezy uszkodzonych obszarów w kierunku 5' - 3'. Naprawione miejsce jest ligowane z resztą łańcucha przez ligazę DNA. Ta metoda naprawy zmienionych lub uszkodzonych obszarów nazywana jest naprawą. Lista inhibitorów replikacji DNA jest długa i zróżnicowana. Niektóre wiążą się z polimerazą DNA, inaktywując ją, inne wiążą i dezaktywują pewien blok pomocniczy, inne są wprowadzane do matrycy DNA, zaburzając jego zdolność do kopiowania, a jeszcze inne działają jako konkurencyjne inhibitory, stanowiące analog normalnych trifosforanów nukleotydów. Takimi inhibitorami są niektóre antybiotyki, mutageny, trucizny chemiczne, środki przeciwwirusowe itp.

Biosynteza białek (translacja genów).

Składanie łańcucha polipeptydowego z wchodzących w jego skład AA jest niesamowitym i bardzo złożonym procesem, który można sobie wyobrazić jako przebiegający w 4 etapach, a mianowicie:

1) aktywacja i selekcja AK (stadium zależne od ATP);

2) inicjacja syntezy łańcucha polipeptydowego (etap zależny od GTP);

3) wydłużenie łańcucha polipeptydowego (etap zależny od GTP);

4) zakończenie syntezy łańcucha polipeptydowego.

(1) – aktywacja i wybór AA. We wszystkich typach komórek pierwszym etapem translacji jest zależna od ATP transformacja każdego AA w kompleks: aminoacylo-tRNA. Osiąga to dwa cele:

1) reaktywność AA wzrasta pod względem tworzenia wiązania peptydowego.

2) AA wiąże się z określonym tRNA (to znaczy następuje selekcja). Reakcja przebiega w 2 etapach + Mg++

1) AA + ATP aminoacylo - AMP + PF

syntetaza aminoacylo-tRNA

2) aminoacylo-AMP + tRNA aminoacylo-tRNA

syntetaza aminoacylo-tRNA

Syntetaza aminoacylo-tRNA katalizuje addycję aminoacylu (reszty aminokwasowej) do 3' grupy hydroksylowej terminalnej adenozyny. Zapamiętajmy strukturę tRNA:

To ramię jest konieczne, to ramię jest zaangażowane w wiązanie aminoacylo-

Do rozpoznawania tRNA tRNA za pomocą rybosomu w miejscu syntezy białka.

Aminoacylo-tRNA-

Petydaza

antykodon

Oprócz aktywności katalitycznej syntetaza aminoacylo-tRNA ma bardzo wysoką specyficzność, „rozpoznając” zarówno aminokwasy, jak i odpowiadające im tRNA. Przyjmuje się, że komórki zawierają 20 syntetaz – po jednej na każdy AA, natomiast tRNA jest znacznie większe (co najmniej 31-32), ponieważ wiele AA może łączyć się z dwiema lub nawet trzema różnymi cząsteczkami tRNA.

(2) Inicjacja jest drugim etapem syntezy białek.

Aby rozpocząć translację, konieczne jest dokładne rozpoznanie pierwszego kodonu znajdującego się bezpośrednio za niepodlegającą translacji sekwencją mRNA. Kodon inicjatora to AUG, a inicjatorem jest tRNA metioniny

mRNA nie przetłumaczone przetłumaczone nie przetłumaczone

sekwencja sekwencji sekwencja

1-szy kodon.

Rozpoznanie następuje za pomocą antykodonu tRNA. Czytanie następuje w kierunku 5` - 3`. To rozpoznawanie wymaga uporządkowanej, energochłonnej (GTP) interakcji z zdysocjowanymi rybosomami. Proces ten zachodzi przy udziale dodatkowych białek, zwanych czynnikami inicjacji (FI), jest ich 8. W procesie biorą udział podjednostki 40S i 60S rybosomów. Rozważmy szczegółowy mechanizm inicjacji.

1) 40S – podjednostka rRNA wiąże się z regionem mRNA poprzedzającym pierwszy kodon. FI-3 bierze w tym udział.

2) Pierwszy aminoacylo-tRNA zaangażowany w translację pierwszego kodonu oddziałuje z GMP i FI-2. Ten powstały kompleks, w obecności PI-1, przyłącza tRNA do pierwszego kodonu matrycy i tworzy kompleks inicjacyjny z podjednostką 40S rybosomu.

3) Po uwolnieniu wszystkich czynników inicjacji (FI-1,2,3) podjednostka 60S rybosomu przyłącza się do GTP i GTP ulega hydrolizie. To kończy tworzenie kompletnej cząstki 80S rybosomu. w ten sposób powstaje kompletny kompleks inicjacyjny: rybosom - mRNA - tRNA.

W pełni złożony rybosom zawiera 2 funkcjonalne miejsca do interakcji z cząsteczkami tRNA. Miejsce peptydylowe (miejsce P) - zawiera rosnący łańcuch polipeptydowy jako część peptydylo-tRNA w kompleksie z ostatnim kodonem protranslacji mRNA. Miejsce aminoacylo-tRNA (miejsce A) zawiera aminoacylo-tRNA połączone z odpowiednim kodonem, aminoacylo-tRNA wchodzi do powstającego miejsca P, pozostawiając miejsce A wolne dla następnego aminoacylo-tRNA.

Schematycznie cały ten proces możemy przedstawić w następujący sposób:

1) Podjednostka 40S rybosomu z udziałem PI-3 jest przyłączona do nieulegającej translacji sekwencji mRNA bezpośrednio przed pierwszym kodonem.

2) aminoacylo-tRNA, wiąże się z GTP i PI-2 i przy udziale PI-1 łączy się z pierwszym kodonem, tworząc kompleks inicjacyjny z podjednostką 40S.

3) ma miejsce wydanie FI-1,2,3.

4) Podjednostka 60S oddziałuje z GTP, a następnie przyłącza się do kompleksu inicjatora. Powstaje kompletny rybosom 80S, który ma miejsce P i miejsce A.

5) po utworzeniu kompleksu inicjacyjnego z pierwszym kodonem, aminoacylo-tRNA wchodzi do powstającego miejsca P, pozostawiając wolne miejsce A.

(3) Elongacja - kontynuacja syntezy. Na tym etapie łańcuch peptydowy ulega wydłużeniu. W rybosomie lat 80S w pełni uformowanym na etapie inicjacji, miejsce A jest wolne. W rzeczywistości w procesie wydłużania cykl 3 etapów jest stale powtarzany:

1) Prawidłowa lokalizacja następnego aminoacylo-tRNA.

2) tworzenie wiązania peptydowego.

3) przemieszczenie nowo utworzonego peptydylo-tRNA z miejsca A do miejsca P.

(1) Dołączenie odpowiedniego (następnego) aminoacylo-tRNA w miejscu A wymaga precyzyjnego rozpoznawania kodonów. Dzieje się to za pomocą antykodonu tRNA. Przyłączenie aminoacylo-tRNA do rybosomu następuje w wyniku tworzenia kompleksu składającego się z aminoacylo-tRNA, GTP i czynników wydłużania białka (PE), jest ich również kilka. To uwalnia kompleks PE-GDP i fosforan. Ten kompleks (PE-GDP) następnie (przy udziale GTP i innych czynników białkowych) jest ponownie przekształcany w PE-GTP.

(2) - grupa alfa aminowa nowego aminoacylo-tRNA w miejscu A przeprowadza nukleofilowy atak zestryfikowanej grupy karboksylowej peptydylo-tRNA zajmującego miejsce P. Ta reakcja jest katalizowana przez transferazę peptydylową, składnik białkowy będący częścią podjednostki 60S rybosomu. ponieważ AA a aminoacylo-tRNA jest już aktywowany, ta reakcja (reakcja tworzenia wiązania peptydowego) nie wymaga dodatkowej energii. W wyniku reakcji rosnący łańcuch polipeptydowy zostaje przyłączony do tRNA zlokalizowanego w miejscu A.

(3) – po usunięciu reszty peptylowej z tRNA do miejsc P wolna cząsteczka RNA opuszcza miejsce P. Kompleks FE-2-GTP jest zaangażowany w ruch nowo utworzonego peptydylo-tRNA z miejsca A do miejsca P, uwalniając miejsce A do nowego cyklu elongacji. Całość separacji deacylowanego tRNA, ruch nowo utworzonego peptydylo-tRNA z miejsca A do miejsca P, a także ruch mRNA względem rybosomu, nazywa się translokacją. Ponieważ energia uzyskana podczas hydrolizy ATP do AMP została wydatkowana na tworzenie aminoacylo-tRNA, a to jest równoważne energii hydrolizy 2ATP do 2 ADP; przyłączenie aminoacylo-tRNA do miejsca A wymagało energii uzyskanej podczas hydrolizy GTP do GDP, a na translokację zużyto jeszcze jedną cząsteczkę GTP. Możemy obliczyć, że utworzenie jednego wiązania peptydowego wymaga energii uzyskanej z hydrolizy 2 cząsteczek ATP i 2 cząsteczek GTP.

Szybkość wzrostu łańcucha polipeptydowego (tj. szybkość wydłużania) in vivo szacuje się na 10 reszt aminokwasowych na sekundę. Procesy te są hamowane przez różne antybiotyki. Na przykład puromycyna blokuje translokację poprzez wiązanie do

Wykres R. Streptomycyna wiąże się z białkami rybosomalnymi i zakłóca rozpoznawanie kodonów przez antykodon. Chloromycytyna wiąże się z miejscem A, blokując wydłużenie. Schematycznie można to przedstawić w następujący sposób: 1) następny aminoacylo-tRNA, dzięki rozpoznaniu za pomocą antykodonu, jest utrwalany w miejscu A. Przywiązanie występuje w kompleksie z GTP i FE-1. w tym przypadku uwalniane są GDP - FE - 1 i Fk, które następnie zamienia się z powrotem w GTP - FE-1 i bierze udział w nowych cyklach. 2) Pomiędzy przyłączonym aminoacylo-tRNA a peptydem zlokalizowanym w miejscu P powstaje wiązanie peptydowe. 3) Kiedy tworzy się to wiązanie peptydowe, tRNA oddziela się od peptydu i opuszcza miejsce P. 4) Nowo utworzony peptydylo-tRNA za pomocą kompleksu GTP-PE2 przesuwa się z miejsca A do miejsca P, a kompleks GTP-PE2 jest hydrolizowany do GDP-PE-2 i FA. 5) W wyniku tego ruchu miejsce A zostaje uwolnione do przyłączenia nowego aminoacylo-tRNA.

(4) Terminacja jest ostatnim etapem syntezy białek. Po wielu cyklach wydłużania, w wyniku których syntetyzowany jest łańcuch polipeptydowy białka, w

W miejscu A pojawia się końcowy lub nonsensowny kodon. Zwykle nie ma tRNA, które mogłyby rozpoznać nonsensowny kodon. Rozpoznają je specyficzne białka – czynniki terminacji (czynniki R). Specyficznie rozpoznają nonsensowny kodon, wiążą się z rybosomem w pobliżu miejsca A, blokując przyłączenie następnego aminoacylo-tRNA. Czynniki R z udziałem GTP i peptydylotransferazy zapewniają hydrolizę wiązania między polipeptydem a cząsteczką tRNA zajmującą miejsce P. Po hydrolizie i uwolnieniu polipeptydu i tRNA, rybosom 80S dysocjuje na podjednostki 40S i 60S, które następnie można ponownie wykorzystać do translacji nowych mRNA.

Rozważaliśmy wzrost pojedynczego łańcucha białkowego na pojedynczym rybosomie przyłączonym do pojedynczej cząsteczki mRNA. W rzeczywistości proces przebiega wydajniej, ponieważ mRNA zwykle ulega translacji jednocześnie nie na jednym rybosomie, ale na kompleksach rybosomalnych (polisomach), a każdy etap translacji (inicjacja, elongacja, terminacja) jest wykonywany przez każdy rybosom w tym polisomie, w ten kompleks rybosomalny, co oznacza, że ​​możliwe staje się zsyntetyzowanie kilku kopii polipeptydu przed rozszczepieniem mRNA.

Rozmiary kompleksów polisomalnych znacznie się różnią i są zwykle określane przez rozmiar cząsteczki mRNA. Bardzo duże cząsteczki mRNA są w stanie tworzyć kompleksy z 50-100 rybosomami. Częściej jednak kompleks zawiera od 3 do 20 rybosomów.

W komórkach zwierzęcych i ludzkich wiele białek jest syntetyzowanych z mRNA w postaci cząsteczek prekursorowych, które następnie muszą zostać zmodyfikowane w celu wytworzenia aktywnych cząsteczek, analogicznie do syntezy NA. W zależności od białka może wystąpić jedna lub więcej z następujących modyfikacji.

1) Tworzenie wiązania dwusiarczkowego.

2) Akcesja kofaktorów i koenzymów.

3) Dołączenie grup protetycznych.

4) Częściowa proteoliza (proinsulina – insulina).

5) Tworzenie oligomerów.

6) Modyfikacja chemiczna (acylacja, aminacja, metylacja, fosforylacja, karboksylacja itp.) - w cząsteczce białka znanych jest ponad 150 chemicznych modyfikacji AA.

Wszystkie te modyfikacje prowadzą do zmian w strukturze i aktywności białek.

Kod genetyczny.

Fakt, że transfer informacji genetycznej DNA odbywa się za pomocą cząsteczki mRNA, został po raz pierwszy zasugerowany w 1961 roku przez F. Jacoba i J. Monoda. Kolejne prace (M. Nirenberg, H.G. Korana, R. Holly):

M. Nirenberg - badał syntezę polipeptydów i wiązanie aminoacylo-tRNA z rybosomami.

H.G. Koran – opracował metodę chemicznej syntezy poli- i oligonukleotydów.

R.W. Holii - rozszyfrował strukturę DNA z miejscem antykodonu.

1) Potwierdził hipotezę o udziale mRNA

2) Wykazali tripletową naturę kodu, zgodnie z którą każda AK jest zaprogramowana w mRNA przez 3 zasady, zwane kodonem

3) Ustalono, że kod mRNA jest odczytywany przez komplementarne rozpoznawanie kodonu przez triplet antykodonu tRNA.

4) Ustalono korespondencję między AK a większością 64 możliwych kodonów. Obecnie wiadomo, że 61 kodonów koduje dla AK, a 3 to sygnały terminacji (kodon nonsensowny).

Uważano, że kod genetyczny jest uniwersalny, to znaczy dla wszystkich organizmów i wszystkich typów komórek, dla wszystkich kodonów stosowane są te same wartości. Jednak ostatnie badania DNA mitochondrialnego wykazały, że układ genetyczny mitochondriów znacznie różni się od układu genetycznego innych formacji (jądro, chloroplasty), to znaczy niektóre kodony odczytują tRNA mitochondriów inaczej niż tRNA innych formacji. W rezultacie do mitochondriów potrzebne są tylko 22 rodzaje tRNA. Podczas gdy 31-32 typy tRNA są wykorzystywane do syntezy białek w cytoplazmie, to znaczy w całym zestawie tRNA.

18 z 20 AK jest kodowanych przez więcej niż jeden kodon (2, 3, 4, 6) - właściwość ta nazywana jest "degeneracją" kodu i jest ważna dla organizmu. Ze względu na degenerację niektóre błędy w replikacji lub transkrypcji nie powodują zniekształcenia informacji genetycznej. Kod genetyczny nie nakłada się i nie ma znaków interpunkcyjnych, to znaczy odczyt przebiega bez żadnych przerw, sekwencyjnie, aż do osiągnięcia nonsensownego kodonu. Jednocześnie zaobserwowano zupełnie inną właściwość wirusów - kodony mogą „nachodzić na siebie”:

1) Jeżeli zamiana przypada na 3. nukleotyd kodonu, to ze względu na „degenerację” kodu istnieje możliwość, że sekwencja AK pozostanie niezmieniona i mutacja się nie ujawni.

2) Może wystąpić efekt missense, gdy jeden AK zostanie zastąpiony innym; ta substytucja może być akceptowalna, częściowo akceptowalna lub niedopuszczalna, to znaczy, że funkcja białka jest zaburzona, osłabiona lub całkowicie utracona.

3) W wyniku mutacji może powstać nonsensowny kodon. Tworzenie nonsensownego kodonu (kodonu terminatora) może prowadzić do przedwczesnego zakończenia syntezy białka.

Podsumowując to, co zostało powiedziane:

1) Genetycznie kod („język życia”) składa się z sekwencji kodonów, która w rzeczywistości tworzy gen.

2) Kod genetyczny jest tryplet, to znaczy każdy kodon składa się z trzech nukleotydów, to znaczy każdy kodon koduje 1 AK. Jednocześnie można utworzyć 64 kombinacje z 4 rodzajów nukleotydów DNA, co wystarcza na 20 AA.

3) Kod jest "zdegenerowany" - to znaczy, że jedna AK może być zakodowana przez 2, 3, 4, 6 kodonów.

4) Kod jest jednoznaczny, to znaczy jeden kodon koduje tylko jedną AK.

5) Kod nie nakłada się, więc nie ma nukleotydów zawartych w dwóch sąsiadujących kodonach.

6) Kod „bez przecinków”, to znaczy między dwoma sąsiadującymi kodonami nie ma nukleotydów.

8) Sekwencja AK w polipeptydzie odpowiada sekwencji kodonów w genie – właściwość ta nazywana jest kolinearnością.

Podobne informacje.

Wszystkie żywe istoty zależą od trzech podstawowych molekuł dla zasadniczo wszystkich swoich funkcji biologicznych. Te cząsteczki to DNA, RNA i białko. Dwie nici DNA obracają się w przeciwnych kierunkach i znajdują się obok siebie (antyrównoległe). Jest to sekwencja czterech zasad azotowych skierowana wzdłuż kręgosłupa, która koduje informację biologiczną. Zgodnie z kodem genetycznym nici RNA są przekształcane w celu określenia sekwencji aminokwasów w białkach. Te nici RNA są pierwotnie tworzone przy użyciu nici DNA jako matrycy, w procesie zwanym transkrypcją.

Bez DNA, RNA i białek na Ziemi nie byłoby życia biologicznego. DNA to inteligentna cząsteczka, która koduje cały zestaw instrukcji genetycznych (genomu) potrzebnych do złożenia, utrzymania i reprodukcji każdej żywej istoty. RNA odgrywa wiele istotnych ról w kodowaniu, dekodowaniu, regulacji i ekspresji genetyki. Głównym zadaniem RNA jest wytwarzanie białek zgodnie z zestawami instrukcji zakodowanymi w DNA komórki.

DNA składa się z cukru, zasady azotowej i grupy fosforanowej. RNA jest takie samo.

W DNA zasada azotowa składa się z kwasów nukleinowych: cytozyny (C), guaniny (G), adeniny (A) i tyminy (T). Metafizycznie każdy z tych kwasów nukleinowych jest powiązany z podstawowymi substancjami planety: Powietrzem, Wodą, Ogniem i Ziemią. Kiedy zanieczyszczamy te cztery pierwiastki na Ziemi, zanieczyszczamy odpowiedni kwas nukleinowy w naszym DNA.

Jednak w RNA zasada azotowa składa się z kwasów nukleinowych: cytozyny (C), guaniny (G), adeniny (A) i uracylu (U). Ponadto każdy z kwasów nukleinowych RNA jest powiązany z podstawowymi substancjami planety: powietrzem, wodą, ogniem i ziemią. Zarówno w DNA, jak i RNA, mitochondrialne DNA odpowiada piątemu podstawowemu elementowi Kosmicznego Eteru, wychodzącemu t tylko od mamy. Jest to przykład alotropii, która polega na tym, że niewielka liczba pierwiastków chemicznych występuje w dwóch lub więcej różnych formach, zwanych alotropami tych pierwiastków. Alotropy to różne modyfikacje strukturalne elementu. Nasze DNA jest alotropem czterech podstawowych pierwiastków planetarnych.

Główną funkcją biologiczną zasad azotowych w DNA jest łączenie kwasów nukleinowych. Adenina zawsze łączy się z tyminą, a guanina zawsze łączy się z cytozyną. Są one znane jako sparowane zasady. Uracyl jest obecny tylko w RNA, zastępując tyminę i łącząc się z adeniną.

Zarówno RNA, jak i DNA wykorzystują parowanie zasad (męski + żeński) jako dodatkowy język, który można przekształcić w dowolnym kierunku między DNA i RNA przez działanie odpowiednich enzymów. Ten męsko-żeński język lub struktura parowania zasad zapewnia kopię zapasową wszystkich informacji genetycznych zakodowanych w dwuniciowym DNA.

Odwrócona podstawa podwójna

Wszystkie DNA i RNA działają na zasadzie parowania zasad płci, tworząc wiązanie wodorowe. Sparowane zasady muszą łączyć się w sekwencji, umożliwiając interakcję DNA i RNA (zgodnie z pierwotnym planem naszych 12 nici DNA, Ciało Diamentowego Słońca), a także pozwalając RNA na wytwarzanie funkcjonujących białek, które budują połączenia, które syntetyzują i naprawiają podwójne DNA spirala. Ludzkie DNA zostało uszkodzone przez mutację par zasad i zmianę par edycyjnych sekwencji lub wstawek przez zmodyfikowane organizmy, takie jak wirus. Interwencja w sparowanych bazach dotyczy technologii podziału płci odwróconej sieci Nefilim (NRG), wpływającej na wszystkie języki męskie i żeńskie oraz ich relacje. Kopie DNA są tworzone przez połączenie podjednostek kwasu nukleinowego z parą zasad męsko-żeńskich na każdej nici oryginalnej cząsteczki DNA. Takie połączenie występuje zawsze w pewnych kombinacjach. Zmiana podstawowego związku DNA, a także wiele poziomów modyfikacji genetycznej i kontroli genetycznej przyczyniają się do zahamowania syntezy DNA. Jest to celowe tłumienie aktywacji 12 nici DNA pierwotnego planu, matrycy krzemowej, złożonej i zbudowanej przez białka. To genetyczne tłumienie było przeprowadzane agresywnie od czasu kataklizmu na Atlantydzie. Jest to bezpośrednio związane z tłumieniem zjednoczenia hierogamii, które osiąga się poprzez prawidłowe połączenie zasad DNA, dzięki czemu możliwe jest tworzenie i składanie białek w celu przywrócenia ognistych zapisów DNA.

Edycja RNA za pomocą aspartamu

Jednym z przykładów modyfikacji genetycznej i eksperymentów z populacją jest stosowanie aspartamu*. Aspartam jest chemicznie syntetyzowany z asparaginianu, co upośledza funkcję wiązania uracyl-tymina w DNA, a także zmniejsza funkcje syntezy białek RNA i komunikacji między RNA i DNA. Edycja RNA poprzez dodanie lub usunięcie uracylu i tyminy przekodowała mitochondria komórki, w których uszkodzenie mitochondriów przyczyniło się do choroby neurologicznej. Tymina jest potężnym obrońcą integralności DNA. Ponadto obniżenie stężenia uracylu powoduje powstawanie asparaginianu, dwutlenku węgla i amoniaku.

Zakłócenie obiegu azotu

W wyniku rewolucji przemysłowej, rozmieszczenia kompleksu wojskowego poprzez kontakty z NEA, ogólny cykl azotowy został znacząco zmieniony w ciągu ostatniego stulecia. Chociaż azot jest niezbędny dla całego znanego życia na Ziemi, NAA toczyły wojny o paliwa kopalne celowo wymuszone przez NAA, zanieczyszczając Ziemię i uszkadzając DNA. Azot jest składnikiem wszystkich aminokwasów tworzących białka i jest obecny w zasadach tworzących kwasy nukleinowe RNA i DNA. Jednak tocząc wojny o paliwa kopalne, wymuszając stosowanie silników spalinowych, tworząc nawozy chemiczne i zanieczyszczając środowisko przez pojazdy i przemysł, ludzie przyczynili się do poważnej toksyczności azotu w formach biologicznych. Tlenek azotu, dwutlenek węgla, metan, amoniak – wszystko to tworzy gaz cieplarniany, który zatruwa Ziemię, wodę pitną i oceany. To zanieczyszczenie powoduje uszkodzenie DNA i mutację.

Żywiołowa zmiana ciała bolesnego

Dlatego wielu z nas doświadczyło podstawowych zmian we krwi, częściach ciała (zwłaszcza na powierzchni skóry, która reaguje na zmiany we krwi) oraz głębokich zmianach w naszych komórkach i tkankach. Rewitalizacja materii w wyniku zmian magnetycznych penetruje również poziomy naszego ciała emocjonalno-elementarnego, znacząco wpływając na reakcje komórkowe i pamięć zmagazynowaną w Ciele Instynktownym (Ciało Bólu).

Ten nowy cykl zmusza każdego z nas do zwracania uwagi na nasze instynktowne ciało, nasze emocjonalno-elementarne ciało bolesne i to, co się z nim dzieje. Związek sił słonecznych i księżycowych oraz ich łączny wpływ na biegunowość sił ciała planetarnego są dostosowane do tego wpływu na pole magnetyczne.

Niestety, niezrozumienie wyższych zasad Prawa Naturalnego skutkuje wielkim chaosem i cierpieniem dla tych, którzy uporczywie oddają się destrukcji, podziałom i przemocy, niezależnie od stosowanych metod.

Jednak masowy exodus sił księżycowych, istot z łańcucha księżycowego, upadłych aniołów z naszej planety i Układu Słonecznego trwa w tym czasie. Gdy układ słoneczny zostanie poddany kwarantannie, ci, którzy są Wzniesieni (lub mają czyste serce), doświadczą głębokiego przestawienia swoich świętych centrów energii z wpływów księżycowych na słoneczne. Ta bifurkacja sił słonecznych i księżycowych zmienia się nie tylko w ciele emocjonalno-elementarnym, ale także w ośrodku sakralnym i wszystkich narządach rozrodczych. Przynosi poprawki lub wgląd w wiele problemów związanych z cierpieniem seksualnym, które zostały zaprogramowane w oparciu o ukryte historie związane z bytami łańcucha księżycowego. Magnetyczne zestawy poleceń i mitochondria matki przywracają Słoneczną Kobiecość również swoim ziemskim dzieciom.

Synteza DNA

Rozumiejąc, że nasze emocjonalno-elementarne ciało przemieszcza się od atomów opartych na węglu do pierwiastków o wyższej podstawie poprzez aktywację o wysokiej częstotliwości i planetarne zmiany magnetyczne, możemy połączyć kropki w duchowym rozwoju naszych własnych ciał związanych z osobistymi procesami alchemicznymi. Podczas przywracania ciała sofianicznego, alchemiczna transformacja naszej ewolucji świadomości łączy się z naukowym zrozumieniem syntezy DNA. Synteza DNA jest tak samo ważna jak aktywacja DNA, która odgrywa ważną i bezpośrednią rolę w duchowym wzniesieniu. Matka przywraca zapis mitochondrialnego DNA poprzez odwrócenie prądów magnetycznych, przywracając plan naszej krwi, mózgu i układu nerwowego do wyższego funkcjonowania z naszym prawdziwym oryginalnym DNA.

*ALE spartam jest genetycznie modyfikowaną substancją chemiczną dystrybuowaną i sprzedawaną jako suplement diety

Tłumaczenie: Oreanda Web