Ribosomala ribonukleinsyror

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 31 oktober 2021; verifiering kräver 1 redigering .

Ribosomala ribonukleinsyror ( rRNA ) är flera RNA- molekyler som ligger till grund för ribosomen . Huvudsyftet med rRNA är att utföra translationsläsning av  information från mRNA med hjälp av adapter tRNA- molekyler och katalysera bildningen av peptidbindningar mellan aminosyror fästa till tRNA .

Art

Ribosomala subenheter och rRNA-nomenklatur

På elektronmikroskopiska bilder av intakta ribosomer märks att de består av två delpartiklar som skiljer sig åt i storlek. Sambandet mellan dessa subpartiklar är relativt svagt: när miljöparametrarna förändras, vilket leder till elektrostatisk avskärmning av rRNA-fosfatgrupper (till exempel när koncentrationen av magnesiumjoner minskar), dissocierar ribosomen till subpartiklar, är sådan dissociation reversibel: när miljön parametrar återställs, subpartiklarna återassocieras till de ursprungliga ribosomerna.

Förhållandet mellan massorna av subpartiklar är ~2:1; massorna i sin tur uttrycks i direkt uppmätta sedimentationskonstanter (sedimentationshastighet i Svedbergenheter , S) under ultracentrifugering . Det är denna parameter som låg till grund för nomenklaturen för rRNA och ribosomala subenheter: formens beteckningar

[sedimentationsfaktor]S

Så till exempel betecknas ribosomalt RNA från prokaryoter med en sedimentationskoefficient på 16 Svedberg-enheter som 16S rRNA .

Eftersom sedimentationskoefficienterna inte bara beror på molekylmassan, utan också på partiklarnas form, är sedimentationskoefficienterna under dissociation icke-additiva: till exempel har bakteriella ribosomer med en molekylvikt på ~3⋅10 6 Dalton en sedimentation koefficient på 70S, betecknad som 70S, och dissociera i 50S-underenheter och 30S:

70S 50S+30S

Ribosomala subenheter innehåller vardera en lång rRNA-molekyl, vars massa är ~1/2–2/3 av massan av den ribosomala subenheten, så, i fallet med bakteriella ribosomer, innehåller 70S-subenheten 50S rRNA (~3000 nukleotider long) och 30S-subenheten innehåller 16S-rRNA (längd ~1500 nukleotider); en stor ribosomal subenhet, förutom en "lång" rRNA, innehåller också en eller två "korta" rRNA (5S rRNA av bakteriella ribosomala subenheter 50S eller 5S och 5.8S rRNA av eukaryota stora ribosomala subenheter).

Syntes

Ribosomalt RNA utgör en stor andel (upp till 80%) av allt cellulärt RNA; en sådan mängd rRNA kräver intensiv transkription av generna som kodar för det. Denna intensitet tillhandahålls av ett stort antal kopior av rRNA-kodande gener: i eukaryoter finns från flera hundra (~200 i jäst ) till tiotusentals (50-120 tusen kopior rapporterades för olika bomullslinjer) av gener organiserade i arrayer av tandemupprepningar .

Hos människor är rRNA-kodande gener också organiserade i grupper av tandemupprepningar belägna i de centrala regionerna av den korta armen av kromosomerna 13, 14, 15, 21 och 22 .

De syntetiseras av RNA-polymeras I i form av en lång molekyl av pre-ribosomalt RNA, som skärs i individuella RNA som utgör grunden för ribosomer. I bakterier och archaea inkluderar det initiala transkriptet vanligtvis 16S, 23S och 5S rRNA, mellan vilka det finns pre-rRNA-sekvenser som tas bort under bearbetningen. Vanligtvis finns en eller flera tRNA- gener mellan 16S- och 23S-rRNA-generna ; Sålunda, i E. coli , har det initiala transkriptet av en sådan grupp av gener följande sekvens:

(16S rRNA) - (1-2 tRNA) - (23S rRNA) - (5S rRNA) - (0-2 tRNA)

Ett sådant transkript klyvs till pre-rRNA- och tRNA-fragment av enzymet ribonukleas III.

I eukaryoter samtranskriberas 18S, 5.8S och 25/28 rRNA av RNA-polymeras I, medan 5S rRNA-genen transkriberas av RNA-polymeras III.

I eukaryoter är koncentrationsställena för gener som kodar för rRNA vanligtvis tydligt synliga i cellkärnan, på grund av ackumuleringen av ribosomsubenheter runt dem, vars självmontering sker omedelbart. Dessa kluster färgas väl med cytologiska fläckar och är kända som nukleolen . Följaktligen är närvaron av nukleoler inte karakteristisk för alla faser av cellcykeln : under celldelning i profas dissocierar nukleolen, eftersom rRNA-syntes avbryts och återbildas i slutet av telofas när rRNA-syntes återupptas.

Jämförande analys av pro- och eukaryota rRNAs

Ribosomala RNA (liksom ribosomer) av prokaryoter och eukaryoter skiljer sig från varandra, även om de visar betydande likhet i sekvenssektioner. 70S-ribosomen hos prokaryoter består av en stor 50S-subenhet (byggd på basis av två rRNA-molekyler - 5S och 23S) och en liten 30S-subenhet (byggd på basis av 16S rRNA ). 80S-ribosomen hos eukaryoter består av en stor 60S-subenhet (byggd på basis av tre rRNA-molekyler - 5S, 5.8S och 28S) och en liten 40S-subenhet (byggd på basis av 18S rRNA).

Använda sekvensinformation

Information om rRNA för en viss organism används inom medicin och evolutionsbiologi.

I molekylär fylogenetik

rRNA-genen är en av de mest konserverade (minst variabla) generna. Därför kan den systematiska positionen för organismen och tidpunkten för divergens från närbesläktade arter bestämmas baserat på analys av likheter och skillnader i rRNA-sekvenser.

I utvecklingen av antibiotika

rRNA är ett mål för ett stort antal antibiotika, av vilka många används i klinisk praxis, t ex kloramfenikol , erytromycin , kasugamycin , microcoxin , spectinomycin , streptomycin , tiostrepton . Vissa pRNA-bindande antibiotika är effektiva mot vissa eukaryota organismer (t.ex. hygromycin B , paromomycin ).

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk
 Typer av RNA
Proteinbiosyntes
RNA-bearbetning
Reglering av genuttryck
cis-reglerande element
Parasitiska element
Övrig
 Nukleinsyratyper _
Kvävehaltiga baser
Nukleosider
Nukleotider
RNA
DNA
Analoger
Vektortyper _