คอมเพล็กซ์ของโปรตีน dna และ RNA เรียกว่า ดีเอ็นเอและยีน

หัวข้อของการบรรยายในวันนี้คือการสังเคราะห์ DNA, RNA และโปรตีน การสังเคราะห์ DNA เรียกว่าการจำลองแบบหรือการทำซ้ำ (สองเท่า) การสังเคราะห์อาร์เอ็นเอเรียกว่าการถอดรหัส (การเขียนซ้ำด้วย DNA) การสังเคราะห์โปรตีนที่ดำเนินการโดยไรโบโซมบน Messenger RNA เรียกว่าการแปลนั่นคือเราแปลจากภาษาของนิวคลีโอไทด์เป็นภาษาของ กรดอะมิโน.

เราจะพยายามให้ภาพรวมโดยย่อของกระบวนการเหล่านี้ทั้งหมด ในขณะเดียวกันก็ให้รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับรายละเอียดเกี่ยวกับโมเลกุล เพื่อให้คุณได้ทราบถึงความลึกของการศึกษาในหัวข้อนี้

การจำลองดีเอ็นเอ

โมเลกุล DNA ซึ่งประกอบด้วยสองเฮลิเคด จะเพิ่มเป็นสองเท่าระหว่างการแบ่งเซลล์ การเพิ่มดีเอ็นเอเป็นสองเท่านั้นขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่าเมื่อไม่ได้บิดเกลียว สามารถทำสำเนาเสริมสำหรับแต่ละสายได้ ดังนั้นจึงได้โมเลกุลดีเอ็นเอสองสายที่คัดลอกต้นฉบับ

พารามิเตอร์ DNA ตัวใดตัวหนึ่งระบุไว้ที่นี่เช่นกัน นี่คือระดับเสียงของเกลียวซึ่งมี 10 คู่เบสสำหรับแต่ละเทิร์นที่สมบูรณ์ โปรดทราบว่าขั้นตอนเดียวไม่ได้อยู่ระหว่างหิ้งที่ใกล้ที่สุด แต่ให้ผ่านขั้นตอนเดียว เนื่องจาก DNA มีร่องเล็กและ ขนาดใหญ่ โปรตีนที่รู้จักลำดับนิวคลีโอไทด์มีปฏิสัมพันธ์กับ DNA ผ่านร่องหลัก ระยะห่างของเกลียวคือ 34 อังสตรอมและเส้นผ่านศูนย์กลางของเกลียวคู่คือ 20 อังสตรอม

การจำลองแบบดีเอ็นเอดำเนินการโดยเอนไซม์ DNA polymerase เอนไซม์นี้สามารถสร้าง DNA ได้เพียงปลาย 3' คุณจำได้ว่าโมเลกุลดีเอ็นเอนั้นตรงกันข้ามกัน ปลายที่แตกต่างกันเรียกว่าปลาย 3΄ และปลาย 5΄ ในระหว่างการสังเคราะห์สำเนาใหม่ในแต่ละเกลียว เส้นใหม่หนึ่งเส้นจะยืดออกในทิศทางจาก 5΄ ถึง 3΄ และอีกเส้นหนึ่งในทิศทางจาก 3΄ ถึง 5 ปลาย อย่างไรก็ตาม DNA polymerase ไม่สามารถขยายปลาย 5΄ ได้ ดังนั้นการสังเคราะห์ DNA สายหนึ่งซึ่งเติบโตในทิศทางที่ "สะดวก" สำหรับเอ็นไซม์ดำเนินไปอย่างต่อเนื่อง (เรียกว่าสายนำหรือสายนำ) และการสังเคราะห์อีกสายหนึ่งจะดำเนินการในระยะสั้น เศษเล็กเศษน้อย (เรียกว่าชิ้นส่วน Okazaki เพื่อเป็นเกียรติแก่นักวิทยาศาสตร์ที่อธิบายไว้) จากนั้นชิ้นส่วนเหล่านี้จะถูกเย็บเข้าด้วยกันและด้ายดังกล่าวเรียกว่าด้ายที่ปกคลุมด้วยวัตถุฉนวนโดยทั่วไปการทำซ้ำของเธรดนี้จะช้ากว่า โครงสร้างที่เกิดขึ้นระหว่างการจำลองแบบเรียกว่าส้อมการจำลองแบบ

หากเราดูที่การจำลอง DNA ของแบคทีเรีย และสิ่งนี้สามารถสังเกตได้ในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน เราจะเห็นว่ามันก่อตัวเป็น "ตา" ก่อน จากนั้นมันก็จะขยายตัว ในที่สุดโมเลกุล DNA แบบวงกลมทั้งหมดจะถูกจำลองแบบ กระบวนการจำลองแบบเกิดขึ้นได้อย่างแม่นยำแต่ไม่แน่นอน แบคทีเรีย DNA polymerase ทำผิดพลาด กล่าวคือ มันแทรกนิวคลีโอไทด์ที่ไม่ถูกต้องซึ่งอยู่ในโมเลกุล DNA แม่แบบ ประมาณที่ความถี่ 10-6 ในยูคาริโอต เอ็นไซม์ทำงานอย่างแม่นยำมากขึ้น เนื่องจากพวกมันซับซ้อนกว่า ระดับของข้อผิดพลาดในการจำลองดีเอ็นเอในมนุษย์จึงอยู่ที่ประมาณ 10-7 - 10 -8 ความแม่นยำของการจำลองแบบอาจแตกต่างกันในภูมิภาคต่าง ๆ ของจีโนม มีบริเวณที่มีความถี่ของการกลายพันธุ์เพิ่มขึ้น และมีพื้นที่ที่อนุรักษ์นิยมมากกว่า ซึ่งการกลายพันธุ์ไม่ค่อยเกิดขึ้น และในเรื่องนี้ ควรแยกแยะกระบวนการที่แตกต่างกันสองกระบวนการ: กระบวนการของการกลายพันธุ์ของ DNA และกระบวนการแก้ไขการกลายพันธุ์ ท้ายที่สุด หากการกลายพันธุ์นำไปสู่ผลลัพธ์ที่ร้ายแรง พวกเขาจะไม่ปรากฏในรุ่นต่อๆ ไป และหากข้อผิดพลาดไม่ร้ายแรง ข้อผิดพลาดนั้นก็จะได้รับการแก้ไขในรุ่นต่อๆ ไป และเราจะสามารถสังเกตและศึกษาการปรากฎตัวของมันได้ คุณลักษณะอีกประการของการจำลองแบบดีเอ็นเอคือ DNA polymerase ไม่สามารถเริ่มกระบวนการสังเคราะห์ได้ด้วยตัวเอง แต่ต้องการ "เมล็ดพันธุ์" โดยทั่วไปแล้วจะใช้ชิ้นส่วน RNA เป็นเมล็ดดังกล่าว หากเรากำลังพูดถึงจีโนมของแบคทีเรีย ก็มีจุดพิเศษที่เรียกว่าจุดกำเนิด (ต้นทาง ต้นทาง) ของการจำลองแบบ ณ จุดนี้มีลำดับที่เอนไซม์ที่สังเคราะห์อาร์เอ็นเอรับรู้ได้ มันอยู่ในคลาสของ RNA polymerase และในกรณีนี้เรียกว่าไพรเมส RNA polymerase ไม่ต้องการเมล็ดพืช และเอ็นไซม์นี้สังเคราะห์อาร์เอ็นเอสั้นๆ ซึ่งเป็น "เมล็ด" ที่การสังเคราะห์ดีเอ็นเอเริ่มต้นขึ้น

การถอดความ

ขั้นตอนต่อไปคือการถอดความ มาดูรายละเอียดเพิ่มเติมกันดีกว่า

การถอดความคือการสังเคราะห์ RNA บน DNA นั่นคือการสังเคราะห์สาย RNA เสริมบนโมเลกุล DNA นั้นดำเนินการโดยเอนไซม์ RNA polymerase แบคทีเรีย เช่น Escherichia coli มี RNA polymerase หนึ่งตัว และเอนไซม์จากแบคทีเรียทั้งหมดมีความคล้ายคลึงกันมาก ในสิ่งมีชีวิตที่สูงขึ้น (ยูคาริโอต) มีเอ็นไซม์หลายชนิดเรียกว่า RNA polymerase I, RNA polymerase II, RNA polymerase III พวกมันมีความคล้ายคลึงกันกับเอนไซม์แบคทีเรีย แต่ซับซ้อนกว่าและมีโปรตีนมากกว่า eukaryotic RNA polymerase แต่ละประเภทมีหน้าที่พิเศษของตัวเองนั่นคือถ่ายทอดยีนบางชุด สาย DNA ที่ทำหน้าที่เป็นแม่แบบสำหรับการสังเคราะห์อาร์เอ็นเอในระหว่างการถอดความเรียกว่าความรู้สึกหรือแม่แบบ DNA สายที่สองเรียกว่าไม่มีการเข้ารหัส (RNA เสริมไม่ได้เข้ารหัสโปรตีน มันคือ "ไร้ความหมาย")

มีสามขั้นตอนในกระบวนการถอดความ ขั้นตอนแรกคือการเริ่มต้นของการถอดรหัส - จุดเริ่มต้นของการสังเคราะห์สาย RNA พันธะแรกระหว่างนิวคลีโอไทด์จะเกิดขึ้น จากนั้นเกลียวก็สร้างขึ้น การยืดตัว - การยืดตัว และเมื่อการสังเคราะห์เสร็จสิ้น การสิ้นสุดจะเกิดขึ้น การปลดปล่อย RNA ที่สังเคราะห์ขึ้น ในเวลาเดียวกัน RNA polymerase "ลอกออก" DNA และพร้อมสำหรับวงจรการถอดรหัสใหม่ แบคทีเรีย RNA polymerase ได้รับการศึกษาอย่างละเอียดถี่ถ้วน ประกอบด้วยหน่วยย่อยโปรตีนหลายหน่วย: สองหน่วยย่อย α (เหล่านี้เป็นหน่วยย่อยขนาดเล็ก), β- และ β΄-หน่วยย่อย (หน่วยย่อยขนาดใหญ่) และ ω-หน่วยย่อย พวกมันรวมกันเป็นเอ็นไซม์ที่เรียกว่ามินิมอลหรือคอร์-เอ็นไซม์ สามารถแนบหน่วยย่อย σ กับเอ็นไซม์หลักนี้ได้ σ-subunit จำเป็นสำหรับการเริ่มต้นการสังเคราะห์ RNA เพื่อเริ่มต้นการถอดรหัส หลังจากการเริ่มต้นเกิดขึ้น σ-subunit จะถูกแยกออกจากคอมเพล็กซ์ และ core-enzyme จะทำงานต่อไป (การยืดตัวของสายโซ่) เมื่อเชื่อมต่อกับ DNA หน่วยย่อย σ จะจดจำตำแหน่งที่ควรเริ่มการถอดความ เรียกว่าเป็นโปรโมเตอร์ โปรโมเตอร์คือลำดับของนิวคลีโอไทด์ที่บ่งชี้การเริ่มต้นของการสังเคราะห์อาร์เอ็นเอ หากไม่มี σ-subunit โปรโมเตอร์จะไม่สามารถรับรู้คอร์-เอ็นไซม์ได้ หน่วยย่อย σ ร่วมกับเอ็นไซม์หลัก เรียกว่า เอ็นไซม์สมบูรณ์ หรือ โฮโลเอ็นไซม์

เมื่อติดต่อกับดีเอ็นเอ กล่าวคือ โปรโมเตอร์ที่หน่วยย่อย σ รู้จัก โฮโลเอ็นไซม์จะคลายเกลียวเกลียวคู่และเริ่มการสังเคราะห์อาร์เอ็นเอ การยืดตัวของ DNA ที่ไม่บิดเบี้ยวเป็นจุดของการเริ่มต้นการถอดรหัส ซึ่งเป็นนิวคลีโอไทด์แรกที่จะต้องยึดติดไรโบนิวคลีโอไทด์อย่างเสริม การถอดความเริ่มต้นขึ้น หน่วยย่อย σ จะออก และเอ็นไซม์หลักจะทำการยืดตัวของสายโซ่อาร์เอ็นเอต่อไป จากนั้นการสิ้นสุดจะเกิดขึ้น แกน-เอ็นไซม์จะถูกปล่อยออกมาและพร้อมสำหรับวัฏจักรใหม่ของการสังเคราะห์

การถอดความยืดยาวอย่างไร?

RNA เติบโตที่ปลาย 3' โดยการติดนิวคลีโอไทด์แต่ละตัว เอ็นไซม์หลักจะดำเนินขั้นตอนตาม DNA และเปลี่ยนโดยนิวคลีโอไทด์หนึ่งตัว เนื่องจากทุกสิ่งในโลกสัมพันธ์กัน เราสามารถพูดได้ว่าคอร์-เอ็นไซม์นั้นไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ และ DNA ถูก "ลาก" ผ่านมันไป เป็นที่ชัดเจนว่าผลลัพธ์จะเหมือนกัน แต่เราจะพูดถึงการเคลื่อนไหวตามโมเลกุลดีเอ็นเอ ขนาดของโปรตีนเชิงซ้อนที่ประกอบเป็นเอ็นไซม์หลักคือ 150 Ǻ ขนาดของ RNA polymerase - 150×115×110Ǻ. นั่นคือมันเป็นเช่นนาโนแมชชีน ความเร็วของ RNA polymerase สูงถึง 50 นิวคลีโอไทด์ต่อวินาที คอมเพล็กซ์ของเอ็นไซม์แกนกลางที่มี DNA และ RNA เรียกว่าคอมเพล็กซ์การยืดตัว ประกอบด้วยลูกผสม DNA-RNA นั่นคือ นี่คือตำแหน่งที่ DNA ถูกจับคู่กับ RNA และปลาย 3'-end ของ RNA เปิดกว้างสำหรับการเติบโตต่อไป ขนาดของไฮบริดนี้คือ 9 คู่เบส บริเวณที่ไม่บิดเบี้ยวของ DNA นั้นมีความยาวประมาณ 12 คู่เบส

RNA polymerase จับกับ DNA ที่ด้านหน้าของไซต์ที่ไม่บิดเบี้ยว บริเวณนี้เรียกว่าดูเพล็กซ์ดีเอ็นเอด้านหน้าและมีความยาว 10 คู่เบส พอลิเมอเรสยังสัมพันธ์กับส่วนที่ยาวกว่าของ DNA ที่เรียกว่า back DNA duplex ขนาดของ RNA ของผู้ส่งสารที่สังเคราะห์ RNA polymerase ในแบคทีเรียสามารถมีนิวคลีโอไทด์ได้ถึง 1,000 นิวคลีโอไทด์หรือมากกว่า ในเซลล์ยูคาริโอต ขนาดของ DNA ที่สังเคราะห์สามารถมีนิวคลีโอไทด์ถึง 100,000 หรือหลายล้านตัว จริงอยู่ไม่ทราบว่าพวกมันมีอยู่ในขนาดดังกล่าวในเซลล์หรือในกระบวนการสังเคราะห์พวกมันสามารถมีเวลาดำเนินการได้

คอมเพล็กซ์การยืดตัวค่อนข้างเสถียรเพราะ เขาต้องทำงานที่ยอดเยี่ยม นั่นคือโดยตัวมันเองแล้วจะไม่ "หลุด" ไปกับ DNA มันสามารถเคลื่อนที่ผ่าน DNA ด้วยความเร็วถึง 50 นิวคลีโอไทด์ต่อวินาที กระบวนการนี้เรียกว่า displacement (หรือ translocation) ปฏิสัมพันธ์ของ DNA กับ RNA polymerase (core-enzyme) ไม่ได้ขึ้นอยู่กับลำดับของ DNA นี้ ตรงกันข้ามกับ σ-subunit และแกนกลางของเอ็นไซม์เมื่อผ่านสัญญาณการสิ้นสุดบางอย่าง จะทำให้การสังเคราะห์ดีเอ็นเอเสร็จสมบูรณ์

ให้เราวิเคราะห์รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับโครงสร้างโมเลกุลของคอร์-เอ็นไซม์ ดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น เอ็นไซม์หลักประกอบด้วยหน่วยย่อย α- และ β- พวกเขาเชื่อมต่อกันในลักษณะที่มันเป็น "ปาก" หรือ "กรงเล็บ" α-หน่วยย่อยตั้งอยู่ที่ฐานของ "กรงเล็บ" นี้ และทำหน้าที่เกี่ยวกับโครงสร้าง ดูเหมือนว่าพวกมันจะไม่มีปฏิสัมพันธ์กับ DNA และ RNA หน่วยย่อย ω เป็นโปรตีนขนาดเล็กที่มีฟังก์ชันโครงสร้างด้วย ส่วนหลักของงานอยู่ในส่วนแบ่งของหน่วยย่อย β- และ β΄ ในรูป หน่วยย่อย β΄ จะแสดงที่ด้านบน และหน่วยย่อย β จะแสดงที่ด้านล่าง

ภายใน "ปาก" ซึ่งเรียกว่าช่องหลักคือบริเวณที่ทำงานของเอนไซม์ ที่นี่เกิดการเชื่อมต่อของนิวคลีโอไทด์การก่อตัวของพันธะใหม่ระหว่างการสังเคราะห์อาร์เอ็นเอ ช่องทางหลักใน RNA polymerase คือที่ที่ DNA อาศัยอยู่ระหว่างการยืดตัว แม้แต่ในโครงสร้างนี้ ก็ยังมีช่องทางที่เรียกว่าช่องรองที่ด้านข้าง ซึ่งนิวคลีโอไทด์ถูกจัดหาสำหรับการสังเคราะห์อาร์เอ็นเอ

การกระจายประจุบนพื้นผิวของ RNA polymerase ทำหน้าที่ของมัน การกระจายเป็นตรรกะมาก โมเลกุลของกรดนิวคลีอิกมีประจุลบ ดังนั้นช่องของช่องหลักซึ่งควรมี DNA ที่มีประจุลบอยู่นั้นจึงมีประจุบวก พื้นผิวของ RNA polymerase ทำด้วยกรดอะมิโนที่มีประจุลบเพื่อป้องกันไม่ให้ DNA ยึดติดกับมัน

เกือบครึ่งศตวรรษก่อน ในปี 1953 D. Watson และ F. Crick ได้ค้นพบหลักการของการจัดระเบียบโครงสร้าง (โมเลกุล) ของสารยีน - กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก (DNA) โครงสร้างของ DNA เป็นกุญแจสู่กลไกการสืบพันธุ์ที่แน่นอน - การทำซ้ำ - ของสารยีน วิทยาศาสตร์ใหม่จึงเกิดขึ้น - อณูชีววิทยา หลักการที่เรียกว่าหลักคำสอนของอณูชีววิทยาถูกกำหนดขึ้น: DNA - RNA - โปรตีน ความหมายของมันคือข้อมูลทางพันธุกรรมที่บันทึกไว้ใน DNA นั้นรับรู้ในรูปแบบของโปรตีน แต่ไม่ใช่โดยตรง แต่ผ่านพอลิเมอร์ที่เกี่ยวข้อง - กรดไรโบนิวคลีอิก (RNA) และเส้นทางจากกรดนิวคลีอิกไปยังโปรตีนนี้ไม่สามารถย้อนกลับได้ ดังนั้น DNA จึงถูกสังเคราะห์ขึ้นบน DNA โดยให้การทำซ้ำของมันเอง นั่นคือการสืบพันธุ์ของสารพันธุกรรมดั้งเดิมในรุ่นต่อๆ ไป; RNA ถูกสังเคราะห์จาก DNA ส่งผลให้เกิดการเขียนใหม่ หรือการถอดความ ข้อมูลทางพันธุกรรมให้อยู่ในรูปของ RNA หลายชุด โมเลกุล RNA ทำหน้าที่เป็นแม่แบบสำหรับการสังเคราะห์โปรตีน - ข้อมูลทางพันธุกรรมถูกแปลเป็นรูปแบบของสายโซ่โพลีเปปไทด์ ในกรณีพิเศษ RNA สามารถแปลงเป็น DNA ("reverse transcription") และคัดลอกได้ในรูปแบบของ RNA (การจำลองแบบ) แต่โปรตีนไม่สามารถเป็นแม่แบบสำหรับกรดนิวคลีอิกได้ (ดูรายละเอียดเพิ่มเติม)

ดังนั้นจึงเป็น DNA ที่กำหนดพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต นั่นคือชุดของโปรตีนและลักษณะที่เกี่ยวข้องซึ่งได้รับการทำซ้ำในรุ่นต่อรุ่น การสังเคราะห์โปรตีนเป็นกระบวนการกลางของสิ่งมีชีวิต และในอีกด้านหนึ่งกรดนิวคลีอิกก็จัดให้มีโปรแกรมที่กำหนดชุดทั้งหมดและลักษณะเฉพาะของโปรตีนสังเคราะห์ และอีกทางหนึ่งด้วยกลไกสำหรับการทำซ้ำโปรแกรมนี้อย่างแม่นยำในรุ่นต่อๆ ไป . ดังนั้นต้นกำเนิดของชีวิตในรูปแบบเซลล์ที่ทันสมัยจึงลดลงจนเกิดเป็นกลไกของการสังเคราะห์โปรตีนที่สืบทอดมา

การสังเคราะห์โปรตีน

หลักคำสอนหลักของอณูชีววิทยาเป็นเพียงวิธีการถ่ายโอนข้อมูลทางพันธุกรรมจากกรดนิวคลีอิกไปยังโปรตีน และด้วยเหตุนี้ ไปสู่คุณสมบัติและลักษณะของสิ่งมีชีวิต การศึกษากลไกการบรรลุถึงวิถีนี้ในทศวรรษที่ผ่านมาตามสูตรของหลักคำสอนสำคัญเผยให้เห็นหน้าที่ที่หลากหลายของ RNA มากกว่าเพียงแค่เป็นสื่อกลางในการส่งข้อมูลจากยีน (DNA) ไปจนถึงโปรตีนและทำหน้าที่เป็นเมทริกซ์สำหรับการสังเคราะห์โปรตีน .

ในรูป 1 แสดงโครงร่างทั่วไปของการสังเคราะห์โปรตีนในเซลล์ ผู้ส่งสาร RNA(เมสเซนเจอร์ RNA, RNA ของผู้ส่งสาร, mRNA) การเข้ารหัสโปรตีน ซึ่งถูกกล่าวถึงข้างต้น เป็นเพียงหนึ่งในสามคลาสหลักของ RNA ของเซลล์ ปริมาณมาก (ประมาณ 80%) เป็นอีกกลุ่มหนึ่งของ RNA - ไรโบโซม RNAซึ่งสร้างกรอบโครงสร้างและศูนย์กลางการทำงานของอนุภาคสังเคราะห์โปรตีนสากล - ไรโบโซม มันคือไรโบโซมอาร์เอ็นเอที่มีหน้าที่ - ทั้งโครงสร้างและหน้าที่ - สำหรับการก่อตัวของเครื่องโมเลกุลอัลตราไมโครสโคปที่เรียกว่าไรโบโซม ไรโบโซมได้รับข้อมูลทางพันธุกรรมในรูปแบบของโมเลกุล mRNA และถูกตั้งโปรแกรมโดยหลัง สร้างโปรตีนตามโปรแกรมนี้อย่างเคร่งครัด

อย่างไรก็ตาม ในการสังเคราะห์โปรตีน ข้อมูลหรือโปรแกรมเพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอ คุณต้องมีวัสดุที่ใช้ทำโปรตีนได้ การไหลของวัสดุสำหรับการสังเคราะห์โปรตีนไปที่ไรโบโซมผ่านชั้นที่สามของ RNA ของเซลล์ - โอน RNA(โอน RNA, ถ่ายโอน RNA, tRNA) พวกมันจับ - ยอมรับ - กรดอะมิโนซึ่งทำหน้าที่เป็นวัสดุก่อสร้างสำหรับโปรตีนและป้อนไรโบโซมในรูปแบบของ aminoacyl-tRNA ในไรโบโซม aminoacyl-tRNAs มีปฏิสัมพันธ์กับ codon - การรวมกันของสามนิวคลีโอไทด์ - ของ mRNA ซึ่งเป็นผลมาจากการที่ codon ถูกถอดรหัสระหว่างการแปล

กรดไรโบนูไครอิก

ดังนั้นเราจึงมีชุดของ RNA ของเซลล์หลักที่กำหนดกระบวนการหลักของสิ่งมีชีวิตสมัยใหม่ - การสังเคราะห์โปรตีน เหล่านี้คือ mRNA, ribosomal RNA และ tRNA RNA ถูกสังเคราะห์บน DNA โดยใช้เอ็นไซม์ - RNA polymerase ที่ทำการถอดรหัส - เขียนใหม่บางส่วน (ส่วนเชิงเส้น) ของ DNA ที่มีเกลียวคู่ให้อยู่ในรูปของ RNA สายเดี่ยว บริเวณ DNA ที่เข้ารหัสโปรตีนในเซลล์จะถูกคัดลอกเป็น mRNA ในขณะที่สำหรับการสังเคราะห์สำเนาของ ribosomal RNA และ tRNA จำนวนมาก จะมีบริเวณพิเศษของจีโนมของเซลล์ซึ่งการเขียนซ้ำแบบเข้มข้นเกิดขึ้นโดยไม่ต้องแปลเป็นโปรตีนในภายหลัง

โครงสร้างทางเคมีของอาร์เอ็นเอ ในทางเคมี RNA นั้นคล้ายกับ DNA มาก สารทั้งสองเป็นพอลิเมอร์เชิงเส้นของนิวคลีโอไทด์ โมโนเมอร์แต่ละตัว - นิวคลีโอไทด์ - เป็น N-glycoside ที่มีฟอสโฟรีเลตซึ่งสร้างขึ้นจากน้ำตาลห้าคาร์บอน - เพนโตสซึ่งมีกลุ่มฟอสเฟตอยู่ในกลุ่มไฮดรอกซิลของอะตอมคาร์บอนที่ห้า (พันธะเอสเทอร์) และฐานไนโตรเจนที่อะตอมของคาร์บอนแรก ( พันธะ N-ไกลโคซิดิก) ความแตกต่างทางเคมีหลักระหว่าง DNA และ RNA คือน้ำตาลที่เหลือของโมโนเมอร์ RNA คือไรโบส และโมโนเมอร์ DNA คือ deoxyribose ซึ่งเป็นอนุพันธ์ของไรโบสซึ่งไม่มีกลุ่มไฮดรอกซิลที่อะตอมของคาร์บอนที่สอง (รูปที่ 2) ).

เบสไนโตรเจนมีสี่ประเภททั้งใน DNA และ RNA: เบสพิวรีนสองตัว - อะดีนีน (A) และกวานีน (G) - และเบสไพริมิดีนสองชนิด - ไซโตซีน (C) และยูราซิล (U) หรือไทมีนอนุพันธ์เมทิล (T)

Uracil เป็นลักษณะของโมโนเมอร์ RNA ในขณะที่ไทมีนเป็นลักษณะของโมโนเมอร์ DNA และนี่คือความแตกต่างที่สองระหว่าง RNA และ DNA โมโนเมอร์ - RNA ribonucleotides หรือ DNA deoxyribonucleotides - สร้างสายโซ่โพลีเมอร์โดยสร้างสะพานฟอสโฟไดสเตอร์ระหว่างน้ำตาลที่เหลือ (ระหว่างอะตอมของคาร์บอนที่ห้าและสามของเพนโตส) ดังนั้นสายโซ่พอลิเมอร์ของกรดนิวคลีอิก - DNA หรือ RNA - สามารถแสดงเป็นแกนหลักน้ำตาลฟอสเฟตเชิงเส้นที่มีฐานไนโตรเจนเป็นกลุ่มข้างเคียง

โครงสร้างโมเลกุลขนาดใหญ่ของอาร์เอ็นเอ ความแตกต่างของโครงสร้างมหภาคพื้นฐานระหว่างกรดนิวคลีอิกทั้งสองชนิดคือ DNA เป็นเกลียวคู่เดี่ยว นั่นคือ โมเลกุลขนาดใหญ่ของสายพอลิเมอร์ที่เชื่อมโยงกันสองเส้น บิดเป็นเกลียวรอบแกนร่วม (ดู [ , ]) และ RNA เป็นองค์ประกอบเดี่ยว - โพลีเมอร์ควั่น ในเวลาเดียวกันปฏิกิริยาของกลุ่มด้านข้าง - ฐานไนโตรเจน - ระหว่างกันเช่นเดียวกับฟอสเฟตและไฮดรอกซิลของกระดูกสันหลังน้ำตาลฟอสเฟตนำไปสู่ความจริงที่ว่าพอลิเมอร์ RNA แบบเกลียวเดี่ยวพับเข้าหาตัวเองและบิดเป็น โครงสร้างที่กะทัดรัด คล้ายกับการพับของสายโปรตีนโพลีเปปไทด์ให้เป็นทรงกลมขนาดกะทัดรัด ด้วยวิธีนี้ ลำดับนิวคลีโอไทด์ของ RNA ที่ไม่ซ้ำกันสามารถสร้างโครงสร้างเชิงพื้นที่ที่ไม่ซ้ำกันได้

โครงสร้างเชิงพื้นที่เฉพาะของ RNA ถูกแสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกเมื่อถอดรหัสโครงสร้างอะตอมของหนึ่งใน tRNA ในปี 1974 [ , ] (รูปที่ 3) การพับของสายโซ่พอลิเมอร์ tRNA ซึ่งประกอบด้วยโมโนเมอร์ 76 นิวคลีโอไทด์ นำไปสู่การก่อตัวของแกนทรงกลมที่มีขนาดกะทัดรัดมาก ซึ่งส่วนที่ยื่นออกมาสองส่วนที่ยื่นออกมาในมุมฉาก พวกมันเป็นเกลียวคู่สั้น ๆ ที่คล้ายกับ DNA แต่จัดเรียงโดยปฏิสัมพันธ์ของส่วนต่าง ๆ ของสาย RNA เดียวกัน หนึ่งในส่วนที่ยื่นออกมาเป็นตัวรับกรดอะมิโนและมีส่วนร่วมในการสังเคราะห์สายโปรตีนโพลีเปปไทด์บนไรโบโซม ในขณะที่อีกส่วนที่ยื่นออกมานั้นมีจุดประสงค์เพื่อปฏิสัมพันธ์เสริมกับรหัสทริปเปิ้ล (codon) ของ mRNA ในไรโบโซมเดียวกัน มีเพียงโครงสร้างดังกล่าวเท่านั้นที่สามารถโต้ตอบกับโปรตีน-เอนไซม์ที่ยึดกรดอะมิโนกับ tRNA และกับไรโบโซมระหว่างการแปลอย่างจำเพาะ นั่นคือ พวกมันจะ "รับรู้" อย่างเฉพาะเจาะจง

การศึกษา ribosomal RNAs ที่แยกเดี่ยวได้ให้ตัวอย่างที่โดดเด่นต่อไปนี้ของการก่อตัวของโครงสร้างจำเพาะขนาดกะทัดรัดจากพอลิเมอร์เชิงเส้นที่ยาวกว่าของประเภทนี้ ไรโบโซมประกอบด้วยสองส่วนที่ไม่เท่ากัน - อนุภาคย่อยไรโบโซมขนาดใหญ่และขนาดเล็ก (หน่วยย่อย) แต่ละหน่วยย่อยถูกสร้างขึ้นจาก RNA โพลีเมอร์สูงหนึ่งตัวและโปรตีนไรโบโซมที่หลากหลาย ความยาวของสายโซ่ของไรโบโซม RNA มีความสำคัญมาก ตัวอย่างเช่น RNA ของหน่วยย่อยขนาดเล็กของไรโบโซมของแบคทีเรียประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์มากกว่า 1,500 นิวคลีโอไทด์ และ RNA ของยูนิตย่อยขนาดใหญ่มีนิวคลีโอไทด์ประมาณ 3000 ตัว ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมรวมทั้งมนุษย์ RNA เหล่านี้มีขนาดใหญ่กว่า - ประมาณ 1900 นิวคลีโอไทด์และมากกว่า 5,000 นิวคลีโอไทด์ในหน่วยย่อยขนาดเล็กและขนาดใหญ่ตามลำดับ

ได้รับการแสดงให้เห็นว่า RNA ไรโบโซมที่แยกได้ซึ่งแยกออกจากคู่โปรตีนของพวกมันและได้มาในรูปแบบบริสุทธิ์ พวกมันสามารถพับเองได้เองในโครงสร้างที่มีขนาดกะทัดรัดซึ่งมีขนาดและรูปร่างใกล้เคียงกับหน่วยย่อยของไรโบโซม] รูปร่างของอนุภาคย่อยขนาดใหญ่และขนาดเล็กนั้นแตกต่างกัน ดังนั้น รูปร่างของไรโบโซมอาร์เอ็นเอขนาดใหญ่และขนาดเล็กจึงแตกต่างกัน (รูปที่ 4) ดังนั้นสายโซ่เชิงเส้นของไรโบโซมอาร์เอ็นเอจึงจัดตัวเองเป็นโครงสร้างเชิงพื้นที่ที่กำหนดขนาด รูปร่าง และเห็นได้ชัดว่าการจัดเรียงภายในของอนุภาคย่อยไรโบโซม และดังนั้น ของไรโบโซมทั้งหมด

RNA เล็กน้อย เมื่อมีการศึกษาส่วนประกอบของเซลล์ที่มีชีวิตและเศษส่วนของอาร์เอ็นเอของเซลล์ทั้งหมด เป็นที่ชัดเจนว่าเรื่องนี้ไม่ได้จำกัดอยู่เพียงอาร์เอ็นเอสามประเภทหลักเท่านั้น ปรากฎว่าในธรรมชาติมี RNA หลายประเภท ประการแรก สิ่งเหล่านี้เรียกว่า "RNA ขนาดเล็ก" ซึ่งมีนิวคลีโอไทด์มากถึง 300 ตัว ซึ่งมักไม่ทราบหน้าที่ ตามกฎแล้วพวกมันเกี่ยวข้องกับโปรตีนตั้งแต่หนึ่งชนิดขึ้นไปและมีอยู่ในเซลล์เป็นไรโบนิวคลีโอโปรตีน - "RNP ขนาดเล็ก"

RNA ขนาดเล็กมีอยู่ในทุกส่วนของเซลล์ รวมทั้งไซโตพลาสซึม นิวเคลียส นิวเคลียส และไมโตคอนเดรีย RNP ขนาดเล็กส่วนใหญ่ที่ทราบหน้าที่นั้นมีส่วนเกี่ยวข้องในกลไกของการประมวลผลหลังการถอดเสียงของประเภทหลักของ RNA (การประมวลผล RNA) - การเปลี่ยนแปลงของสารตั้งต้น mRNA ให้เป็น mRNA ที่เจริญเต็มที่ (การประกบ) การแก้ไข mRNA การเกิด biogenesis ของ tRNA การสุกของ ไรโบโซมอาร์เอ็นเอ RNPs ขนาดเล็ก (SRP) ที่มีขนาดเล็กที่สุดชนิดหนึ่งในเซลล์มีบทบาทสำคัญในการขนส่งโปรตีนสังเคราะห์ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ RNA ขนาดเล็กที่เป็นที่รู้จักซึ่งทำงาน หน้าที่การกำกับดูแลในการออกอากาศ RNA ขนาดเล็กพิเศษเป็นส่วนหนึ่งของเอนไซม์ที่สำคัญที่สุดที่ทำหน้าที่รักษาการจำลองแบบของ DNA ในรุ่นเซลล์ - เทโลเมอเรส ควรกล่าวว่าขนาดโมเลกุลของพวกมันเทียบได้กับขนาดของโปรตีนทรงกลมในเซลล์ ดังนั้นจึงค่อย ๆ ชัดเจนขึ้นว่าการทำงานของเซลล์ที่มีชีวิตนั้นไม่ได้ถูกกำหนดโดยโปรตีนที่หลากหลายที่สังเคราะห์ขึ้นเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการมีอยู่ของ RNA ที่หลากหลาย ซึ่ง RNA ขนาดเล็กส่วนใหญ่จะเลียนแบบความกะทัดรัดและขนาดของ โปรตีน

ไรโบไซม์ ชีวิตที่แอคทีฟทั้งหมดสร้างขึ้นจากเมแทบอลิซึม - เมแทบอลิซึม และปฏิกิริยาทางชีวเคมีทั้งหมดของเมแทบอลิซึมเกิดขึ้นที่ความเร็วที่เหมาะสมสำหรับชีวิตเท่านั้นด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาเฉพาะที่มีประสิทธิภาพสูงที่สร้างขึ้นโดยวิวัฒนาการ เป็นเวลาหลายทศวรรษที่นักชีวเคมีเชื่อมั่นว่าการเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพเกิดขึ้นได้จากโปรตีนที่เรียกว่า . ทุกที่และทุกเวลา เอนไซม์, หรือ เอนไซม์และในปี 2525-2526 มันแสดงให้เห็นว่าในธรรมชาติมีชนิดของ RNA ซึ่งเช่นเดียวกับโปรตีนมีกิจกรรมเร่งปฏิกิริยาที่จำเพาะสูง [ , ] ตัวเร่งปฏิกิริยาอาร์เอ็นเอดังกล่าวเรียกว่า ไรโบไซม์แนวคิดเรื่องความพิเศษเฉพาะตัวของโปรตีนในการเร่งปฏิกิริยาของปฏิกิริยาทางชีวเคมีสิ้นสุดลง

ปัจจุบันไรโบโซมยังถือว่าเป็นไรโบไซม์อีกด้วย อันที่จริง ข้อมูลการทดลองที่มีอยู่ทั้งหมดระบุว่าการสังเคราะห์สายโปรตีนโพลีเปปไทด์ในไรโบโซมนั้นถูกเร่งปฏิกิริยาโดยไรโบโซม RNA ไม่ใช่โดยโปรตีนไรโบโซม มีการระบุบริเวณตัวเร่งปฏิกิริยาของ ribosomal RNA ขนาดใหญ่ ซึ่งมีหน้าที่ในการเร่งปฏิกิริยาของปฏิกิริยา transpeptidation ซึ่งห่วงโซ่โปรตีนโพลีเปปไทด์จะขยายออกไปในระหว่างการแปล

สำหรับการจำลองแบบของ DNA ของไวรัส กลไกของมันไม่แตกต่างจากการทำซ้ำของสารพันธุกรรม - DNA - ของเซลล์เองมากนัก ในกรณีของ RNA ของไวรัส กระบวนการต่างๆ จะถูกยับยั้งหรือหายไปอย่างสมบูรณ์ในเซลล์ปกติ โดยที่ RNA ทั้งหมดจะถูกสังเคราะห์บน DNA เป็นเทมเพลตเท่านั้น เมื่อติดไวรัสที่ประกอบด้วย RNA สถานการณ์สามารถเป็นสองเท่า ในบางกรณี DNA ถูกสังเคราะห์บน RNA ของไวรัสเป็นแม่แบบ ("reverse transcription") และคัดลอก RNA ของไวรัสจำนวนมากบน DNA นี้ ในกรณีอื่นๆ ที่น่าสนใจที่สุดสำหรับเรา สาย RNA เสริมถูกสังเคราะห์บน RNA ไวรัส ซึ่งทำหน้าที่เป็นเทมเพลตสำหรับการสังเคราะห์ - การจำลอง - สำเนาใหม่ของ RNA ไวรัส ดังนั้น ในระหว่างการติดเชื้อไวรัสที่มีอาร์เอ็นเอ ความสามารถพื้นฐานของอาร์เอ็นเอในการตรวจสอบการสืบพันธุ์ของโครงสร้างของตัวเองจึงเกิดขึ้น เช่นเดียวกับดีเอ็นเอ

มัลติฟังก์ชั่นของ RNA เมื่อสรุปและทบทวนความรู้เกี่ยวกับหน้าที่ของ RNA เราสามารถพูดเกี่ยวกับคุณสมบัติมัลติฟังก์ชั่นที่ไม่ธรรมดาของพอลิเมอร์ชนิดนี้ได้ในธรรมชาติ รายการฟังก์ชันหลักที่รู้จักของ RNA ต่อไปนี้สามารถระบุได้

ฟังก์ชั่นการจำลองแบบทางพันธุกรรม: ความสามารถเชิงโครงสร้างในการคัดลอก (ทำซ้ำ) ลำดับเชิงเส้นของนิวคลีโอไทด์ผ่านลำดับเสริม ฟังก์ชั่นนี้รับรู้ในการติดเชื้อไวรัสและคล้ายกับหน้าที่หลักของ DNA ในชีวิตของสิ่งมีชีวิตในเซลล์ - การทำซ้ำของสารพันธุกรรม

ฟังก์ชั่นการเข้ารหัส: โปรแกรมของการสังเคราะห์โปรตีนโดยลำดับเชิงเส้นของนิวคลีโอไทด์ ซึ่งเป็นหน้าที่เดียวกับ DNA ทั้งใน DNA และ RNA แฝดสามของนิวคลีโอไทด์เดียวกันเข้ารหัสกรดอะมิโน 20 ตัวของโปรตีน และลำดับของแฝดสามในสายโซ่กรดนิวคลีอิกเป็นโปรแกรมสำหรับการจัดเรียงกรดอะมิโน 20 ชนิดตามลำดับในสายโปรตีนโพลีเปปไทด์

ฟังก์ชันการขึ้นรูปโครงสร้าง: การก่อตัวของโครงสร้างสามมิติที่มีลักษณะเฉพาะ โมเลกุลอาร์เอ็นเอขนาดเล็กที่พับอย่างแน่นหนานั้นโดยพื้นฐานแล้วคล้ายกับโครงสร้างสามมิติของโปรตีนทรงกลม ในขณะที่โมเลกุลอาร์เอ็นเอที่ยาวกว่าก็สามารถสร้างอนุภาคทางชีววิทยาที่ใหญ่กว่าหรือนิวเคลียสของพวกมันได้

ฟังก์ชันการรับรู้: ปฏิสัมพันธ์เชิงพื้นที่ที่จำเพาะเจาะจงสูงกับโมเลกุลขนาดใหญ่อื่นๆ (รวมถึงโปรตีนและ RNA อื่นๆ) และกับลิแกนด์ขนาดเล็ก หน้าที่นี้อาจเป็นหน้าที่หลักในโปรตีน มันขึ้นอยู่กับความสามารถของพอลิเมอร์ในการพับด้วยวิธีที่ไม่เหมือนใครและสร้างโครงสร้างสามมิติที่เฉพาะเจาะจง ฟังก์ชันการรับรู้เป็นพื้นฐานของตัวเร่งปฏิกิริยาเฉพาะ

ฟังก์ชันตัวเร่งปฏิกิริยา: ตัวเร่งปฏิกิริยาเฉพาะของปฏิกิริยาเคมีโดยไรโบไซม์ ฟังก์ชันนี้คล้ายกับการทำงานของเอนไซม์ของโปรตีนเอนไซม์

โดยทั่วไป RNA ปรากฏแก่เราว่าเป็นพอลิเมอร์ที่น่าทึ่งซึ่งดูเหมือนว่าเวลาของการวิวัฒนาการของจักรวาลหรือสติปัญญาของผู้สร้างไม่น่าจะเพียงพอสำหรับการประดิษฐ์ของมัน ดังจะเห็นได้ว่า RNA สามารถทำหน้าที่ของพอลิเมอร์ทั้งสองที่มีความสำคัญขั้นพื้นฐานต่อชีวิต นั่นคือ DNA และโปรตีน ไม่น่าแปลกใจที่คำถามเกิดขึ้นก่อนวิทยาศาสตร์: การเกิดขึ้นและการดำรงอยู่แบบพอเพียงของโลก RNA สามารถมาก่อนการเกิดขึ้นของชีวิตในรูปแบบโปรตีน DNA ที่ทันสมัยได้หรือไม่?

ต้นกำเนิดของชีวิต

ทฤษฎีโปรตีน-coacervate ของโอปาริน. บางทีทฤษฎีการกำเนิดของชีวิตในลักษณะที่ไม่เหมาะสมทางวิทยาศาสตร์ครั้งแรกที่มีการคิดมาอย่างดีนั้นถูกเสนอโดยนักชีวเคมี A.I. Oparin ย้อนกลับไปในยุค 20 ของศตวรรษที่ผ่านมา [,] ทฤษฎีนี้มีพื้นฐานอยู่บนแนวคิดที่ว่าทุกอย่างเริ่มต้นด้วยโปรตีน และบนความเป็นไปได้ภายใต้เงื่อนไขบางประการ ของการสังเคราะห์ทางเคมีที่เกิดขึ้นเองของโปรตีนโมโนเมอร์ - กรดอะมิโน - และพอลิเมอร์คล้ายโปรตีน (โพลีเปปไทด์) ในลักษณะที่กระทำเองได้ การตีพิมพ์ทฤษฎีนี้กระตุ้นการทดลองจำนวนมากในห้องปฏิบัติการหลายแห่งทั่วโลก ซึ่งแสดงให้เห็นความเป็นจริงของการสังเคราะห์ดังกล่าวภายใต้สภาวะที่ประดิษฐ์ขึ้น ทฤษฎีนี้ได้รับการยอมรับอย่างรวดเร็วและเป็นที่นิยมอย่างมาก

สมมติฐานหลักคือสารประกอบคล้ายโปรตีนที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติใน "น้ำซุป" หลักถูกรวมเข้าด้วยกัน "เป็นหยด coacervate - ระบบคอลลอยด์ที่แยกจากกัน (โซล) ที่ลอยอยู่ในสารละลายที่เป็นน้ำเจือจางมากขึ้น สิ่งนี้ทำให้ข้อกำหนดเบื้องต้นหลักสำหรับการเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิต - การแยกระบบทางชีวเคมีบางอย่างออกจากสิ่งแวดล้อม การแบ่งส่วน เนื่องจากสารประกอบคล้ายโปรตีนของ coacervate drops อาจมีฤทธิ์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาจึงเป็นไปได้ที่จะได้รับปฏิกิริยาการสังเคราะห์ทางชีวเคมีภายในหยด - มีความคล้ายคลึงของการดูดซึมซึ่งหมายถึงการเจริญเติบโตของ coacervate ที่มีการสลายตัวตามมาเป็นส่วน ๆ - การสืบพันธุ์ coacervate ถือเป็นต้นแบบของเซลล์ที่มีชีวิต (รูปที่ 5)

ทุกอย่างได้รับการคิดมาอย่างดีและได้รับการพิสูจน์ทางวิทยาศาสตร์ในทางทฤษฎี ยกเว้นปัญหาหนึ่งซึ่งเป็นเวลานานทำให้ผู้เชี่ยวชาญเกือบทุกคนในด้านการกำเนิดชีวิตมองข้ามไป หากเกิดขึ้นเองโดยธรรมชาติ โดยการสังเคราะห์แบบไม่มีเทมเพลตแบบสุ่มในโคแอกเซอร์เวต การสร้างโมเลกุลโปรตีนที่ประสบความสำเร็จเพียงครั้งเดียวก็เกิดขึ้น (เช่น ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีประสิทธิผลที่ให้ความได้เปรียบสำหรับโคแอกเซอร์เวตในการเจริญเติบโตและการสืบพันธุ์) แล้วจะคัดลอกพวกมันเพื่อแจกจ่ายภายในโคเซอร์เวตได้อย่างไร และยิ่งกว่านั้นสำหรับการถ่ายทอดไปยัง coacervates ลูกหลาน? ทฤษฎีนี้ไม่สามารถเสนอวิธีแก้ปัญหาของการสืบพันธุ์ที่แน่นอน - ภายใน coacervate และในรุ่น - ของโครงสร้างโปรตีนที่มีประสิทธิภาพเพียงตัวเดียวที่ปรากฏแบบสุ่ม

โลกของ RNA ในฐานะผู้บุกเบิกชีวิตสมัยใหม่ การสะสมความรู้เกี่ยวกับรหัสพันธุกรรม กรดนิวคลีอิก และการสังเคราะห์โปรตีนทำให้เกิดการอนุมัติแนวคิดใหม่ที่เป็นพื้นฐานเกี่ยวกับ TOM ซึ่งทุกอย่างไม่ได้เริ่มต้นจากโปรตีนเลย แต่ด้วย RNA [ - ] กรดนิวคลีอิกเป็นโพลีเมอร์ชีวภาพชนิดเดียวที่มีโครงสร้างโมเลกุลขนาดใหญ่เนื่องจากหลักการของการเติมเต็มในการสังเคราะห์สายโซ่ใหม่ (สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม ดู) ให้ความสามารถในการคัดลอกลำดับเชิงเส้นของหน่วยโมโนเมอร์ในคำอื่น ๆ ความสามารถในการทำซ้ำ (ทำซ้ำ) พอลิเมอร์โครงสร้างจุลภาค ดังนั้น เท่านั้น กรดนิวคลีอิกแต่ไม่ใช่โปรตีน สามารถเป็นสารพันธุกรรม กล่าวคือ โมเลกุลที่ทำซ้ำได้ซึ่งทำซ้ำโครงสร้างจุลภาคจำเพาะของพวกมันในรุ่นต่อๆ ไป

ด้วยเหตุผลหลายประการ RNA ไม่ใช่ DNA ที่สามารถเป็นตัวแทนของสารพันธุกรรมหลักได้

ประการแรกในการสังเคราะห์ทางเคมีและปฏิกิริยาทางชีวเคมี ribonucleotides นำหน้า deoxyribonucleotides ดีออกซีไรโบนิวคลีโอไทด์เป็นผลผลิตจากการดัดแปลงไรโบนิวคลีโอไทด์ (ดูรูปที่ 2)

ประการที่สองในกระบวนการเมแทบอลิซึมที่สำคัญที่เก่าแก่และเป็นสากล มันคือไรโบนิวคลีโอไทด์และไม่ใช่ดีออกซีไรโบนิวคลีโอไทด์ซึ่งมีอยู่ทั่วไป ซึ่งรวมถึงตัวพาพลังงานหลัก เช่น ไรโบนิวคลีโอไซด์โพลีฟอสเฟต (ATP เป็นต้น)

ประการที่สามการจำลองแบบ RNA สามารถเกิดขึ้นได้โดยไม่มีการมีส่วนร่วมของ DNA และกลไกของการจำลองแบบ DNA แม้แต่ในโลกของสิ่งมีชีวิตสมัยใหม่นั้นต้องการการมีส่วนร่วมที่จำเป็นของไพรเมอร์ RNA ในการเริ่มต้นการสังเคราะห์สายโซ่ดีเอ็นเอ

ประการที่สี่มีแม่แบบและหน้าที่ทางพันธุกรรมเหมือนกันทั้งหมดเช่นเดียวกับ DNA RNA ยังสามารถทำหน้าที่หลายอย่างที่มีอยู่ในโปรตีน รวมถึงการเร่งปฏิกิริยาของปฏิกิริยาเคมี ดังนั้นจึงมีเหตุผลทุกประการที่จะต้องพิจารณา DNA ว่าเป็นการได้มาซึ่งวิวัฒนาการในภายหลัง - เป็นการปรับเปลี่ยน RNA ซึ่งเชี่ยวชาญในการทำหน้าที่ในการทำซ้ำและจัดเก็บสำเนาของยีนที่ไม่ซ้ำกันในจีโนมของเซลล์โดยไม่ต้องมีส่วนร่วมโดยตรงในการสังเคราะห์โปรตีน

หลังจากค้นพบอาร์เอ็นเอที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาแล้ว แนวคิดเกี่ยวกับความเป็นอันดับหนึ่งของอาร์เอ็นเอในแหล่งกำเนิดของชีวิตได้รับแรงผลักดันอย่างแข็งแกร่งสำหรับการพัฒนา และได้มีการกำหนดแนวคิดขึ้น โลก RNA แบบพอเพียงก่อนชีวิตสมัยใหม่ [ , ] รูปแบบที่เป็นไปได้สำหรับการเกิดขึ้นของโลก RNA แสดงในรูปที่ 6.

การสังเคราะห์ไรโบนิวคลีโอไทด์แบบ abiogenic และการเชื่อมโยงโควาเลนต์ของพวกมันในโอลิโกเมอร์และโพลีเมอร์ของประเภทอาร์เอ็นเออาจเกิดขึ้นได้ภายใต้สภาวะเดียวกันโดยประมาณและในการตั้งค่าทางเคมีเดียวกันกับที่คาดการณ์ไว้สำหรับการก่อตัวของกรดอะมิโนและโพลีเปปไทด์ ล่าสุด เอ.บี. Chetverin et al. (สถาบันโปรตีน, Russian Academy of Sciences) ทดลองแสดงให้เห็นว่าอย่างน้อยโพลีไรโบนิวคลีโอไทด์ (RNA) บางตัวในตัวกลางที่เป็นน้ำธรรมดาสามารถรวมตัวกันได้เองตามธรรมชาตินั่นคือการแลกเปลี่ยนส่วนของลูกโซ่โดยทรานส์เอสเทอริฟิเคชัน การแลกเปลี่ยนส่วนของสายโซ่สั้นกับส่วนที่ยาวควรนำไปสู่การยืดตัวของพอลิไรโบนิวคลีโอไทด์ (RNA) และการรวมตัวใหม่นั้นเองควรมีส่วนทำให้เกิดความหลากหลายทางโครงสร้างของโมเลกุลเหล่านี้ โมเลกุลอาร์เอ็นเอที่เร่งปฏิกิริยาสามารถเกิดขึ้นได้ในหมู่พวกมัน

แม้แต่ลักษณะที่ปรากฏที่หายากมากของโมเลกุลอาร์เอ็นเอเดี่ยวที่สามารถกระตุ้นการเกิดพอลิเมอไรเซชันของไรโบนิวคลีโอไทด์หรือการประกบของโอลิโกนิวคลีโอไทด์บนสายโซ่เสริมตามแม่แบบ [ , ] ก็หมายถึงการก่อตัวของกลไกการจำลองอาร์เอ็นเอ การจำลองแบบของตัวเร่งปฏิกิริยา RNA เอง (ไรโบไซม์) ควรนำไปสู่การเกิดขึ้นของประชากร RNA ที่จำลองตัวเองได้ โดยการทำสำเนาของตัวเอง RNA ก็ทวีคูณ ข้อผิดพลาดที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ในการคัดลอก (การกลายพันธุ์) และการรวมตัวใหม่ในประชากร RNA ที่จำลองตัวเองได้ทำให้เกิดความหลากหลายเพิ่มมากขึ้นในโลกนี้ ดังนั้นโลกโบราณของ RNA ที่ควรจะเป็นคือ "โลกชีวภาพแบบพอเพียงซึ่งโมเลกุลอาร์เอ็นเอทำหน้าที่เป็นทั้งสารพันธุกรรมและเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาคล้ายเอนไซม์" .

การเกิดขึ้นของการสังเคราะห์โปรตีน นอกจากนี้ บนพื้นฐานของโลกของอาร์เอ็นเอ การก่อตัวของกลไกการสังเคราะห์โปรตีน การเกิดขึ้นของโปรตีนต่างๆ ที่มีโครงสร้างและคุณสมบัติที่สืบทอดมา การแบ่งส่วนของระบบการสังเคราะห์โปรตีนและชุดโปรตีน อาจอยู่ในรูปของโคแอกเซอเวต และวิวัฒนาการของ หลังเข้าสู่โครงสร้างเซลล์ - เซลล์ที่มีชีวิต (ดูรูปที่ 6) ควรเกิดขึ้น )

ปัญหาของการเปลี่ยนผ่านจากโลก RNA โบราณไปสู่โลกที่สังเคราะห์โปรตีนในปัจจุบันนั้นเป็นสิ่งที่ยากที่สุด แม้กระทั่งสำหรับวิธีแก้ปัญหาตามทฤษฎีล้วนๆ ความเป็นไปได้ของการสังเคราะห์ทางชีวภาพของพอลิเปปไทด์และสารคล้ายโปรตีนไม่ได้ช่วยแก้ปัญหา เนื่องจากไม่มีวิธีเฉพาะเจาะจงในการสังเคราะห์นี้ร่วมกับ RNA และตกอยู่ภายใต้การควบคุมทางพันธุกรรม การสังเคราะห์ที่ควบคุมโดยพันธุกรรมของโพลีเปปไทด์และโปรตีนต้องพัฒนาอย่างอิสระจากการสังเคราะห์ abiogenic หลัก ในแบบของมันเอง บนพื้นฐานของโลกที่มีอยู่แล้วของอาร์เอ็นเอ สมมติฐานหลายประการเกี่ยวกับที่มาของกลไกสมัยใหม่ของการสังเคราะห์โปรตีนในโลก RNA ได้รับการเสนอในวรรณคดี แต่บางทีอาจไม่มีข้อใดที่ถือว่ามีความคิดอย่างถี่ถ้วนและไร้ที่ติในแง่ของความสามารถทางเคมีกายภาพ ฉันจะนำเสนอเวอร์ชันของฉันของกระบวนการวิวัฒนาการและความเชี่ยวชาญของ RNA ที่นำไปสู่การเกิดขึ้นของอุปกรณ์ของการสังเคราะห์โปรตีน (รูปที่ 7) แต่มันไม่ได้แสร้งทำเป็นว่าสมบูรณ์

โครงการสมมุติฐานที่เสนอมีจุดสำคัญสองจุดซึ่งดูเหมือนจะเป็นพื้นฐาน

ประการแรกมีการตั้งสมมติฐานว่าโอลิโกริโบนิวคลีโอไทด์ที่สังเคราะห์โดย abiogenically รวมตัวกันอีกครั้งอย่างแข็งขันผ่านกลไกของการทรานเอสเทอริฟิเคชันที่ไม่ใช่เอนไซม์ที่เกิดขึ้นเองซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของสายโซ่ RNA ที่ยืดออกและก่อให้เกิดความหลากหลาย ด้วยวิธีนี้ทั้ง RNA แบบเร่งปฏิกิริยา (ไรโบไซม์) และ RNA ประเภทอื่นที่มีหน้าที่เฉพาะอาจปรากฏในประชากรของโอลิโกนิวคลีโอไทด์และโพลีนิวคลีโอไทด์ (ดูรูปที่ 7) ยิ่งกว่านั้น การรวมตัวใหม่ที่ไม่ใช่เอนไซม์ของการจับที่เสริมกันของโอลิโกนิวคลีโอไทด์กับแม่แบบโพลีนิวคลีโอไทด์สามารถจัดให้มีการเชื่อมขวาง (การประกบ) ของชิ้นส่วนที่ประกอบกับแม่แบบนี้ในสายเดี่ยว มันเป็นแบบนี้ และไม่ใช่โดยปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันของโมโนนิวคลีโอไทด์ที่เร่งปฏิกิริยา จึงสามารถทำการคัดลอกหลัก (การขยายพันธุ์) ของอาร์เอ็นเอได้ แน่นอน ถ้าไรโบไซม์ปรากฏว่ามีกิจกรรมโพลีเมอร์ แสดงว่าประสิทธิภาพ (ความแม่นยำ ความเร็ว และประสิทธิผล) ของการคัดลอกนั้นอยู่บนพื้นฐานของการเสริม เมทริกซ์น่าจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก

ที่สองจุดพื้นฐานในเวอร์ชันของฉันคือเครื่องมือหลักสำหรับการสังเคราะห์โปรตีนเกิดขึ้นบนพื้นฐานของ RNA พิเศษหลายประเภทก่อนการมาถึงของอุปกรณ์สำหรับการจำลองแบบเอนไซม์ (พอลิเมอเรส) ของสารพันธุกรรม - RNA และ DNA เครื่องมือหลักนี้รวม RNA proribosomal ที่เร่งปฏิกิริยาด้วยกิจกรรมของ peptidyl transferase; ชุดของโปร-tRNAs ที่จับกรดอะมิโนหรือเปปไทด์สั้น proribosomal RNA อีกตัวหนึ่งที่สามารถโต้ตอบพร้อมกันกับ catalytic proribosomal RNA, pro-mRNA และ pro-tRNA (ดูรูปที่ 7) ระบบดังกล่าวสามารถสังเคราะห์สายโพลีเปปไทด์ได้แล้วเนื่องจากปฏิกิริยาทรานส์เปปไทด์ที่เร่งปฏิกิริยาโดยมัน ในบรรดาโปรตีนที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาอื่น ๆ - เอ็นไซม์ปฐมภูมิ (เอ็นไซม์) - ก็ปรากฏว่าโปรตีนที่กระตุ้นการเกิดพอลิเมอไรเซชันของนิวคลีโอไทด์ - เรพลิเคตหรือ NK พอลิเมอเรส

อย่างไรก็ตาม เป็นไปได้ว่าสมมติฐานของโลกโบราณของ RNA ในฐานะผู้บุกเบิกโลกสมัยใหม่จะไม่สามารถหาเหตุผลเพียงพอที่จะเอาชนะปัญหาหลัก - คำอธิบายที่เป็นไปได้ทางวิทยาศาสตร์ของกลไกการเปลี่ยนผ่านจาก RNA และการจำลองแบบ เพื่อการสังเคราะห์โปรตีน มีสมมติฐานทางเลือกที่น่าสนใจและรอบคอบของ A.D. Altshtein (Institute of Gene Biology, Russian Academy of Sciences) ซึ่งตั้งสมมติฐานว่าการจำลองแบบของสารพันธุกรรมและการแปล - การสังเคราะห์โปรตีน - เกิดขึ้นและวิวัฒนาการไปพร้อม ๆ กันและผันแปรโดยเริ่มจากปฏิสัมพันธ์ของ oligonucleotides ที่สังเคราะห์ abiogenically และ aminoacyl-nucleotilates - แอนไฮไดรด์ผสม ของกรดอะมิโนและนิวคลีโอไทด์ แต่นั่นเป็นเรื่องต่อไป... "และ Scheherazade จับตอนเช้าและเธอก็หยุดพูดที่ได้รับอนุญาต".)

วรรณกรรม

. วัตสัน เจ.ดี., คริก เอฟ.เอช.ซี.โครงสร้างโมเลกุลของกรดนิวคลีอิก // ธรรมชาติ. พ.ศ. 2496 ว. 171 หน้า 738-740

. วัตสัน เจ.ดี., คริก เอฟ.เอช.ซี.ความหมายทางพันธุกรรมของโครงสร้างของกรดนิวคลีอิกดีออกซีไรโบส // Nature 1953 V. 171. P. 964-967

. สปิริน เอ.เอส.ชีววิทยาสมัยใหม่และความปลอดภัยทางชีวภาพ // แถลงการณ์ของ Russian Academy of Sciences 1997. หมายเลข 7

. สปิริน เอ.เอส.เกี่ยวกับโครงสร้างโมเลกุลขนาดใหญ่ของกรดไรโบนิวคลีอิกโพลีเมอร์สูงในสารละลาย // Journal of Molecular Biology. 2503. ว. 2. หน้า 436-446.

. Kirn S.H., Suddath F.L., ควิกลีย์ จีเจ และคณะโครงสร้างตติยภูมิสามมิติของยีสต์ phenylalanine transfer RNA // วิทยาศาสตร์ 2517. ว. 185. หน้า 435-40.

. Robertas J.D. , Ladner J.E. , ฟินช์ เจ.ที. และคณะโครงสร้างของยีสต์ phenylalanine tRNA ที่ความละเอียด 3 A // ธรรมชาติ 2517 ว. 250. หน้า 546-551.

. Vasiliev V.D. , Serdyuk I.N. , Gudkov A.T. , SPIRin A.S.การจัดระเบียบตนเองของไรโบโซมอาร์เอ็นเอ // โครงสร้าง หน้าที่ และพันธุศาสตร์ของไรโบโซม / Eds Hardesty B. และ Kramer G. New York: Springer-Verlag, 1986, pp. 129-142.

. บาเซอร์กา เอสเจ, สไตซ์ เจ.เอ.โลกที่หลากหลายของไรโบ-นิวคลีโอโปรตีนขนาดเล็ก // The RNA World / Eds Gesteland R.F. และแอตกินส์ เจ.เอฟ. นิวยอร์ก: Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, 1993, pp. 359-381

. Kruger K., Grabowski PJ., Zaug AJ. และคณะ Self-splicing RNA: Autoexcision และ autocyclization ของ ribosomal RNA ที่แทรกแซงลำดับของ Tetrahymena

. Bartel D.P. , Szostak J.W.การแยกไรโบไซม์ใหม่จากกลุ่มสุ่มขนาดใหญ่ // วิทยาศาสตร์ 2536. ว. 261. หน้า 1411-1418.

. เอกแลนด์ อี.เอช. บาร์เทล ดี.พี. RNA polymerization ที่เร่งปฏิกิริยาด้วย RNA โดยใช้นิวคลีโอไซด์ไตรฟอสเฟต // ธรรมชาติ 1996 V. 382. หน้า 373-376.

. Orgel L.E.ต้นกำเนิดของชีวิต - การทบทวนข้อเท็จจริงและการคาดเดา //แนวโน้มทางชีวเคมี. 2541. ว. 23. น. 491-495.

. ค.ศ. Altsteinที่มาของระบบพันธุกรรม: สมมติฐาน progene // อณูชีววิทยา. 2530 ต. 21. ส. 309-322.

Spirin Alexander Sergeevich - นักวิชาการ ผู้อำนวยการสถาบันวิจัยโปรตีนแห่ง Russian Academy of Sciences สมาชิกรัฐสภาของ Russian Academy of Sciences

กระบวนการรับรู้ข้อมูลทางพันธุกรรมในการสังเคราะห์ทางชีวภาพนั้นดำเนินการโดยมีส่วนร่วม สามประเภทกรดไรโบนิวคลีอิก (RNA): ให้ข้อมูล (เมทริกซ์) - mRNA (mRNA), ไรโบโซม - rRNA และการขนส่ง tRNA กรดไรโบนิวคลีอิกทั้งหมดถูกสังเคราะห์ในบริเวณที่สอดคล้องกันของโมเลกุลดีเอ็นเอ พวกมันมีขนาดเล็กกว่า DNA มากและเป็นนิวคลีโอไทด์สายเดี่ยว นิวคลีโอไทด์มีกรดฟอสฟอริกตกค้าง (ฟอสเฟต) น้ำตาลเพนโทส (ไรโบส) และหนึ่งในสี่ของเบสไนโตรเจน ได้แก่ อะดีนีน ไซโตซีน กัวนีน ยูราซิล ฐานไนโตรเจน ยูราซิล ประกอบกับอะดีนีน

กระบวนการสังเคราะห์ทางชีวภาพประกอบด้วยหลายขั้นตอน - การถอดความ การเชื่อมต่อ และการแปล

ขั้นตอนแรกเรียกว่าการถอดความ การถอดความเกิดขึ้นในนิวเคลียสของเซลล์: mRNA ถูกสังเคราะห์ที่ตำแหน่งของยีนบางตัวของโมเลกุลดีเอ็นเอ คอมเพล็กซ์ของเอนไซม์มีส่วนร่วมในการสังเคราะห์ซึ่งส่วนใหญ่เป็น RNA polymerase

การสังเคราะห์ mRNA เริ่มต้นด้วยการตรวจจับโดย RNA polymerase ของไซต์พิเศษในโมเลกุล DNA ซึ่งระบุตำแหน่งเริ่มต้นของการถอดรหัส - โปรโมเตอร์ หลังจากยึดติดกับโปรโมเตอร์ RNA polymerase จะคลายเกลียวดีเอ็นเอที่อยู่ติดกัน ณ จุดนี้ DNA สองสายแยกออกและการสังเคราะห์ mRNA เกิดขึ้นที่หนึ่งในนั้น การประกอบไรโบนิวคลีโอไทด์ในสายโซ่เกิดขึ้นโดยสอดคล้องกับการเติมเต็มของนิวคลีโอไทด์ของ DNA และยังต่อต้านขนานกับสาย DNA แม่แบบ เนื่องจากความจริงที่ว่า RNA polymerase สามารถประกอบพอลินิวคลีโอไทด์จากปลาย 5' ถึงปลาย 3' ได้เท่านั้น มีเพียงหนึ่งในสองสายดีเอ็นเอเท่านั้นที่สามารถทำหน้าที่เป็นแม่แบบสำหรับการถอดรหัส กล่าวคือสายที่เผชิญกับเอนไซม์ที่มี 3 สาย ' จบ. โซ่ดังกล่าวเรียกว่า codogenic

การต่อต้านการขนานกันของการเชื่อมต่อของสายโซ่โพลีนิวคลีโอไทด์สองสายในโมเลกุล DNA ช่วยให้ RNA polymerase สามารถเลือกเทมเพลตสำหรับการสังเคราะห์ mRNA ได้อย่างถูกต้อง

RNA polymerase เคลื่อนที่ไปตามสายโซ่ DNA ของ codogenic จะทำการเขียนข้อมูลใหม่อย่างค่อยเป็นค่อยไปจนกว่าจะพบลำดับนิวคลีโอไทด์ที่เฉพาะเจาะจง - ตัวยุติการถอดรหัส ในภูมิภาคนี้ RNA polymerase ถูกแยกออกจากทั้งแม่แบบ DNA และ mRNA ที่สังเคราะห์ขึ้นใหม่ ชิ้นส่วนของโมเลกุลดีเอ็นเอ ซึ่งรวมถึงโปรโมเตอร์ ลำดับการถอดเสียง และเทอร์มิเนเตอร์ ก่อให้เกิดหน่วยการถอดรหัส ซึ่งเป็นการถอดรหัส

การศึกษาเพิ่มเติมได้แสดงให้เห็นว่าโปร-mRNA ที่เรียกว่าถูกสังเคราะห์ขึ้นในระหว่างการถอดรหัส ซึ่งเป็นสารตั้งต้นของ mRNA ที่เจริญเต็มที่ซึ่งเกี่ยวข้องกับการแปล Pro-mRNA มีขนาดใหญ่กว่ามากและมีชิ้นส่วนที่ไม่ได้เข้ารหัสสำหรับการสังเคราะห์สายพอลิเปปไทด์ที่สอดคล้องกัน ใน DNA พร้อมกับบริเวณที่เข้ารหัส rRNA, tRNA และโพลีเปปไทด์ มีชิ้นส่วนที่ไม่มีข้อมูลทางพันธุกรรม พวกมันถูกเรียกว่าอินตรอนซึ่งตรงกันข้ามกับชิ้นส่วนการเข้ารหัสซึ่งเรียกว่าเอ็กซอน Introns พบได้ในหลายภูมิภาคของโมเลกุลดีเอ็นเอ ตัวอย่างเช่น ยีนหนึ่งยีน ซึ่งเป็นบริเวณ DNA ที่เข้ารหัสไข่ไก่ มีอินตรอน 7 ตัว ในขณะที่ยีนอัลบูมินในซีรัมของหนูมี 13 อินตรอน ความยาวของอินตรอนนั้นแตกต่างกัน - นิวคลีโอไทด์ DNA 200 ถึง 1,000 คู่ Introns จะถูกอ่าน (ถอดความ) ในเวลาเดียวกันกับ exons ดังนั้น pore-mRNA จึงยาวกว่า mRNA ที่โตเต็มที่มาก การสุกหรือการประมวลผลของ mRNA เกี่ยวข้องกับการปรับเปลี่ยนการถอดรหัสหลักและการกำจัดบริเวณอินตรอนที่ไม่ได้เข้ารหัสจากมัน ตามด้วยการเชื่อมต่อของลำดับการเข้ารหัส - exons ในกระบวนการแปรรูป อินตรอนจะถูก "ตัด" จาก pro-mRNA ด้วยเอ็นไซม์พิเศษ และชิ้นส่วนเอ็กซอนจะ "ต่อ" เข้าด้วยกันอย่างเข้มงวด ในกระบวนการประกบ mRNA ที่โตเต็มที่จะถูกสร้างขึ้นซึ่งมีข้อมูลที่จำเป็นสำหรับการสังเคราะห์พอลิเปปไทด์ที่สอดคล้องกันนั่นคือส่วนที่ให้ข้อมูลของยีนโครงสร้าง

ความหมายและหน้าที่ของ introns ยังไม่ได้รับการอธิบายอย่างสมบูรณ์ แต่ได้มีการพิสูจน์แล้วว่าหากอ่านเพียงบางส่วนของ exons ใน DNA mRNA ที่เจริญเต็มที่จะไม่เกิดขึ้น ได้ศึกษากระบวนการประกบโดยใช้โอวัลบูมินเป็นตัวอย่าง ประกอบด้วยเอ็กซอนหนึ่งตัวและอินตรอน 7 ตัว อย่างแรก pro-mRNA ที่มี 7700 นิวคลีโอไทด์ถูกสังเคราะห์บน DNA จากนั้นจำนวนนิวคลีโอไทด์ pro-mRNA จะลดลงเป็น 6800 จากนั้นเป็น 5600, 4850, 3800, 3400 เป็นต้น มากถึง 1372 นิวคลีโอไทด์ที่สอดคล้องกับเอ็กซอน mRNA ที่มีนิวคลีโอไทด์ 1372 ออกจากนิวเคลียสไปยังไซโตพลาสซึมเข้าสู่ไรโบโซมและสังเคราะห์พอลิเปปไทด์ที่สอดคล้องกัน

ขั้นตอนต่อไปของการสังเคราะห์ทางชีวภาพ - การแปล - เกิดขึ้นในไซโตพลาสซึมบนไรโบโซมโดยมีส่วนร่วมของ tRNA

RNA การถ่ายโอนถูกสังเคราะห์ในนิวเคลียส แต่ทำงานในสถานะอิสระในไซโตพลาสซึมของเซลล์ โมเลกุล tRNA หนึ่งโมเลกุลประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์ 75-95 และมีโครงสร้างที่ค่อนข้างซับซ้อนคล้ายกับใบโคลเวอร์ มีสี่ส่วนที่มีความสำคัญเป็นพิเศษ ตัวรับ "ก้าน" เกิดขึ้นจากการเชื่อมต่อเสริมของส่วนปลายทั้งสองของ tRNA มี 7 คู่เบส ส่วนปลาย 3'- ของก้านนี้ค่อนข้างยาวกว่าและก่อตัวเป็นบริเวณที่เป็นเกลียวเดี่ยว ซึ่งลงท้ายด้วยลำดับ CCA ที่มีกลุ่ม OH อิสระ - ปลายตัวรับ กรดอะมิโนที่เคลื่อนย้ายได้ติดอยู่ที่ส่วนท้ายนี้ กิ่งที่เหลืออีกสามกิ่งเป็นลำดับนิวคลีโอไทด์ที่จับคู่เสริมที่สิ้นสุดในส่วนที่ไม่มีการจับคู่ซึ่งก่อตัวเป็นลูป แกนกลางของกิ่งเหล่านี้ - แอนติโคดอน - ประกอบด้วย 5 คู่และมีแอนติโคดอนอยู่ตรงกลางของวง แอนติโคดอนคือนิวคลีโอไทด์ 3 ตัวที่ประกอบกับโคดอน mRNA ซึ่งเข้ารหัสกรดอะมิโนที่ขนส่งโดย tRNA นี้ไปยังบริเวณที่มีการสังเคราะห์เปปไทด์

ระหว่างตัวรับและกิ่งแอนติโคดอนมีกิ่งสองข้าง ในลูปประกอบด้วยเบสดัดแปลง - dihydrouridine (D-loop) และ triplet T ᴪC โดยที่ ᴪ คือ pseudouridine (T ᴪC-loop) ระหว่างแอนติโคดอนและกิ่ง T ᴪC มีลูปเพิ่มเติม รวมถึงนิวคลีโอไทด์ตั้งแต่ 3-5 ถึง 13-21 ตัว

การเติมกรดอะมิโนลงใน tRNA นำหน้าด้วยการกระตุ้นด้วยเอนไซม์ aminoacyl-tRNA synthetase เอนไซม์นี้มีความเฉพาะเจาะจงสำหรับกรดอะมิโนแต่ละชนิด กรดอะมิโนที่ถูกกระตุ้นจะยึดติดกับ tRNA ที่สอดคล้องกันและถูกส่งไปยังไรโบโซม

จุดศูนย์กลางในการแปลเป็นของไรโบโซม - ไรโบนิวคลีโอโปรตีนออร์แกเนลล์ของไซโตพลาสซึมซึ่งมีอยู่มากมายในนั้น ขนาดของไรโบโซมในโปรคาริโอตโดยเฉลี่ยอยู่ที่ 30 * 30 * 20 นาโนเมตร ในยูคาริโอต - 40 * 40 * 20 นาโนเมตร โดยปกติขนาดของพวกมันจะถูกกำหนดในหน่วยการตกตะกอน (S) - อัตราการตกตะกอนในระหว่างการหมุนเหวี่ยงในตัวกลางที่เหมาะสม ในแบคทีเรีย E. coli ไรโบโซมมีขนาด 70S และประกอบด้วยอนุภาคย่อย 2 อนุภาค ซึ่งหนึ่งในนั้นมีค่าคงที่ 30S, 50S ที่สอง และมีไรโบโซมอาร์เอ็นเอ 64% และโปรตีน 36%

โมเลกุล mRNA ออกจากนิวเคลียสไปยังไซโตพลาสซึมและยึดติดกับหน่วยย่อยเล็กๆ ของไรโบโซม การแปลเริ่มต้นด้วย codon เริ่มต้นที่เรียกว่า (ตัวเริ่มต้นการสังเคราะห์) - AUG - เมื่อ tRNA ส่งกรดอะมิโนที่ถูกกระตุ้นไปยังไรโบโซม แอนติโคดอนของมันจะจับกับไฮโดรเจนกับนิวคลีโอไทด์ของโคดอน mRNA เสริม ปลายตัวรับของ tRNA ที่มีกรดอะมิโนที่สอดคล้องกันติดอยู่กับพื้นผิวของหน่วยย่อยขนาดใหญ่ของไรโบโซม หลังจากกรดอะมิโนตัวแรก tRNA อีกตัวหนึ่งจะส่งกรดอะมิโนตัวถัดไป ดังนั้นจึงสังเคราะห์สายพอลิเปปไทด์บนไรโบโซม โมเลกุล mRNA มักจะทำงานกับไรโบโซม (5-20) หลายตัวในคราวเดียว ซึ่งเชื่อมต่อกันเป็นพอลิโซม จุดเริ่มต้นของการสังเคราะห์ของสายโซ่โพลีเปปไทด์เรียกว่าการเริ่มต้นการเจริญเติบโตเรียกว่าการเคลื่อนตัว ลำดับของกรดอะมิโนในสายโซ่โพลีเปปไทด์ถูกกำหนดโดยลำดับของโคดอนใน mRNA การสังเคราะห์ของสายโซ่โพลีเปปไทด์จะหยุดเมื่อหนึ่งใน codon - เทอร์มิเนเตอร์ - UAA -, - UAG - หรือ - UGA - ปรากฏขึ้นบน mRNA จุดสิ้นสุดของการสังเคราะห์ของสายพอลิเปปไทด์ที่กำหนดเรียกว่าการสิ้นสุด

มีการพิสูจน์แล้วว่าในเซลล์สัตว์ สายโซ่พอลิเปปไทด์จะขยายความยาวด้วยกรดอะมิโน 7 ตัวในหนึ่งวินาที และ mRNA ก้าวหน้าบนไรโบโซมโดย 21 นิวคลีโอไทด์ ในแบคทีเรีย กระบวนการนี้ดำเนินไปเร็วขึ้น 2-3 เท่า

ดังนั้นการสังเคราะห์โครงสร้างหลักของโมเลกุลโปรตีน - สายโซ่โพลีเปปไทด์ - เกิดขึ้นบนไรโบโซมตามลำดับของการสลับนิวคลีโอไทด์ในเมทริกซ์กรดไรโบนิวคลีอิก - mRNA

การสังเคราะห์โปรตีน (การแปล) เป็นขั้นตอนที่สำคัญที่สุดในการดำเนินการตามโปรแกรมทางพันธุกรรมของเซลล์ ในระหว่างนั้นข้อมูลที่เข้ารหัสในโครงสร้างหลักของกรดนิวคลีอิกจะถูกแปลเป็นลำดับกรดอะมิโนของโปรตีนสังเคราะห์ กล่าวอีกนัยหนึ่ง การแปลคือการแปลอักษรสี่ตัว (ตามจำนวนนิวคลีโอไทด์) "ภาษา" ของกรดนิวคลีอิกเป็น "ภาษา" ของโปรตีนยี่สิบตัวอักษร (ตามจำนวนกรดอะมิโนที่สร้างโปรตีน) การแปลจะดำเนินการตามกฎของรหัสพันธุกรรม

ความสำคัญ M. Nirenberg และ J. Mattei และ S. Ochoa และ G. Korans ซึ่งเริ่มในปี 2504 ต้องเปิดเผยรหัสพันธุกรรม ในสหรัฐอเมริกา พวกเขาพัฒนาวิธีการและทดลองสร้างลำดับของนิวคลีโอไทด์ในโคดอน mRNA ที่ควบคุมตำแหน่งของกรดอะมิโนที่กำหนดในสายพอลิเปปไทด์ ในสภาพแวดล้อมที่ปราศจากเซลล์ซึ่งมีกรดอะมิโนทั้งหมด ไรโบโซม tRNA ATP และเอ็นไซม์ M. Nirenberg และ J. Mattei ได้แนะนำไบโอโพลีเมอร์ประเภท mRNA ที่สังเคราะห์ขึ้นแบบเทียม ซึ่งเป็นสายโซ่ของนิวคลีโอไทด์ที่เหมือนกัน - UUU - UUU - UUU - UUU - ฯลฯ ไบโอโพลีเมอร์เข้ารหัสการสังเคราะห์ของสายโซ่โพลีเปปไทด์ที่มีกรดอะมิโนเพียงตัวเดียวคือฟีนิลอะลานีน โซ่ดังกล่าวเรียกว่าโพลีฟีนิลอะลานีน ถ้า mRNA ประกอบด้วย codons ที่ประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์ที่มีไซโตซีนฐานไนโตรเจน - CCC - CCC - CCC - CCC - จากนั้นจึงสังเคราะห์สายโซ่โพลีเปปไทด์ที่มีโพรลีนกรดอะมิโน - โพลีโพรลีน ไบโอโพลีเมอร์ mRNA ประดิษฐ์ที่มีโคดอน - AGU - AGU - AGU - AGU - สังเคราะห์สายโซ่โพลีเปปไทด์จากซีรีนกรดอะมิโน - พอลิเซอรีน ฯลฯ

การถอดความแบบย้อนกลับ

การถอดความแบบย้อนกลับเป็นกระบวนการสร้าง DNA แบบสองสายบนเทมเพลต RNA แบบสายเดี่ยว กระบวนการนี้เรียกว่าการถอดความแบบย้อนกลับ เนื่องจากการถ่ายโอนข้อมูลทางพันธุกรรมเกิดขึ้นในทิศทาง "ย้อนกลับ" ที่สัมพันธ์กับการถอดความ

Reverse transcriptase (revertase หรือ DNA polymerase ขึ้นกับ RNA) เป็นเอนไซม์ที่กระตุ้นการสังเคราะห์ DNA บนเทมเพลต RNA ในกระบวนการที่เรียกว่า reverse transcription โดยเฉพาะอย่างยิ่งการถอดรหัสแบบย้อนกลับเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อดำเนินวงจรชีวิตของ retroviruses เป็นต้น , ไวรัสโรคภูมิคุ้มกันบกพร่องของมนุษย์และมะเร็งต่อมน้ำเหลืองของมนุษย์ชนิด T-cell 1 และ 2 หลังจากที่ RNA ของไวรัสเข้าสู่เซลล์แล้ว reverse transcriptase ที่มีอยู่ในอนุภาคไวรัสจะสังเคราะห์ DNA เสริมจากนั้นจึงทำให้สายที่สองบนสาย DNA นี้สมบูรณ์ เมทริกซ์ Retroviruses เป็นไวรัสที่ประกอบด้วย RNA ซึ่งวงจรชีวิตรวมถึงขั้นตอนของการสร้าง DNA โดย reverse transcriptase และการแนะนำเข้าสู่จีโนมของเซลล์โฮสต์ในรูปแบบของ provirus

ไม่มีไซต์ที่ต้องการสำหรับการนำโพรไวรัสเข้าสู่จีโนม ทำให้สามารถจำแนกเป็นองค์ประกอบทางพันธุกรรมเคลื่อนที่ได้ retrovirus ประกอบด้วยโมเลกุล RNA ที่เหมือนกันสองตัว มีฝาปิดที่ปลาย 5" และหางโพลีเอที่ปลาย 3" เอนไซม์ reverse transcriptase นำไวรัสไปด้วย

จีโนม retrovirus มี 4 ยีน: โปรตีนปิดปากนิวเคลียส, pol reverse transcriptase, โปรตีน env capsid (เชลล์), oncogene str5 = str3- การทำซ้ำขั้วสั้น U5, ลำดับเฉพาะ U3, PB (ไซต์ที่มีผลผูกพันไพรเมอร์) - ไพรเมอร์ไซต์ที่มีผลผูกพัน tRNA อยู่บน RV (เนื่องจากการเติมเต็ม) และทำหน้าที่เป็นเมล็ดพันธุ์สำหรับการสังเคราะห์ DNA DNA ชิ้นเล็ก ๆ ถูกสังเคราะห์ขึ้น

Reverse transcriptase ซึ่งมีกิจกรรมของ RNase H ลบ RNA ในไฮบริดที่มี DNA และเนื่องจากเอกลักษณ์ของ str3 และ str5 บริเวณ DNA สายเดี่ยวนี้มีปฏิสัมพันธ์กับส่วนท้าย 3' ของโมเลกุล RNA ที่สองซึ่งทำหน้าที่ เป็นแม่แบบสำหรับการสังเคราะห์สายโซ่ดีเอ็นเอต่อไป

จากนั้นแม่แบบ RNA จะถูกทำลายและสาย DNA เสริมจะถูกสร้างขึ้นตามสาย DNA ที่เกิดขึ้น

โมเลกุล DNA ที่ได้นั้นยาวกว่า RNA ประกอบด้วย LTR (U3 str 3 (5) U5) ในรูปแบบของ provirus จะอยู่ในจีโนมของเซลล์เจ้าบ้าน ระหว่างไมโทซิสและไมโอซิสจะถูกส่งไปยังเซลล์ลูกสาวและลูกหลาน

ไวรัสบางชนิด (เช่น HIV ซึ่งเป็นสาเหตุของโรคเอดส์) มีความสามารถในการถ่ายทอด RNA เข้าไปใน DNA เอชไอวีมีจีโนมอาร์เอ็นเอที่รวมเข้ากับดีเอ็นเอ เป็นผลให้ DNA ของไวรัสสามารถรวมเข้ากับจีโนมของเซลล์เจ้าบ้านได้ เอนไซม์หลักที่ทำหน้าที่สังเคราะห์ DNA จาก RNA เรียกว่า reversetase หน้าที่หนึ่งของ reversetase คือการสร้าง DNA เสริม (cDNA) จากจีโนมของไวรัส เอนไซม์ไรโบนิวคลีเอส H ที่เกี่ยวข้องจะแยกอาร์เอ็นเอ และรีเวิร์สเตสสังเคราะห์ cDNA จากเกลียวคู่ของดีเอ็นเอ cDNA ถูกรวมเข้ากับจีโนมของเซลล์เจ้าบ้านโดยอินทิเกรส ผลที่ได้คือการสังเคราะห์โปรตีนจากไวรัสโดยเซลล์เจ้าบ้านซึ่งก่อให้เกิดไวรัสตัวใหม่

หลักคำสอนของอณูชีววิทยา - คือการไหลของข้อมูลจาก ดีเอ็นเอ ผ่าน RNA บน โปรตีน : ข้อมูลจะถูกถ่ายโอนจากกรดนิวคลีอิกไปยังโปรตีน แต่ไม่ในทางกลับกัน กฎนี้กำหนดขึ้นโดย Francis Crick ในปี 1958 การถ่ายโอนข้อมูลทางพันธุกรรมจาก DNA ไปยัง RNA และจาก RNA ไปยังโปรตีนนั้นเป็นสากลสำหรับสิ่งมีชีวิตในเซลล์ทั้งหมดโดยไม่มีข้อยกเว้น และรองรับการสังเคราะห์ทางชีวโมเลกุลของโมเลกุลขนาดใหญ่ การจำลองแบบของจีโนมสอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงข้อมูล DNA → DNA โดยธรรมชาติแล้ว ยังมีช่วงการเปลี่ยนภาพ RNA → RNA และ RNA → DNA (เช่น ในไวรัสบางชนิด)

ดีเอ็นเอ อาร์เอ็นเอ และโปรตีนเป็นโพลีเมอร์เชิงเส้น กล่าวคือ โมโนเมอร์แต่ละตัวที่พวกมันประกอบด้วยรวมกันกับโมโนเมอร์อื่นอีกไม่เกินสองชนิด ลำดับของโมโนเมอร์เข้ารหัสข้อมูล กฎการส่งผ่านซึ่งอธิบายโดยหลักคำสอน

ทั่วไป - พบในสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ พิเศษ - เกิดขึ้นเป็นข้อยกเว้นในไวรัสและในองค์ประกอบเคลื่อนที่ของจีโนมหรือในสภาวะของการทดลองทางชีววิทยา ไม่ทราบ - ไม่พบ

การจำลองดีเอ็นเอ (DNA → DNA)การถอดความ (DNA → RNA)การแปล (RNA → โปรตีน) mRNA ที่โตเต็มที่จะถูกอ่านโดยไรโบโซมระหว่างการแปล คอมเพล็กซ์ของปัจจัยการเริ่มต้นและการยืดตัวส่ง RNA การถ่ายโอนอะมิโนอะซิเลตไปยังคอมเพล็กซ์ mRNA-ไรโบโซม

การถอดรหัสย้อนกลับ (RNA → DNA)การถ่ายโอนข้อมูลจากอาร์เอ็นเอไปยัง DNA ซึ่งเป็นกระบวนการที่ตรงกันข้ามกับการถอดรหัสแบบปกติ ดำเนินการโดยเอ็นไซม์รีเวิร์สทรานสคริปเทส เกิดขึ้นใน retroviruses เช่น HIV การจำลองแบบ RNA (RNA → RNA)คัดลอกสาย RNA ไปยังสาย RNA เสริมโดยใช้เอนไซม์ RNA-dependent RNA polymerase ไวรัสที่มีสายเดี่ยว (เช่น ไวรัสโรคปากและเท้าเปื่อย) หรือ RNA แบบสายคู่ทำซ้ำในลักษณะเดียวกัน การแปลโปรตีนโดยตรงบนแม่แบบ DNA (DNA → โปรตีน)การแปลสดแสดงให้เห็นในสารสกัดเซลล์ E. coli ที่มีไรโบโซม แต่ไม่มี mRNA สารสกัดดังกล่าวสังเคราะห์โปรตีนจาก DNA ที่นำเข้าสู่ระบบ และยาปฏิชีวนะ neomycin ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพนี้

11. ประเภทของการสังเคราะห์เมทริกซ์ที่เป็นกระบวนการกลางในการถ่ายทอด การจัดเก็บ และการนำวัสดุที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมไปใช้

เมทริกซ์ ธรรมชาติของการสังเคราะห์กรดนิวคลีอิกและโปรตีนให้ ความแม่นยำสูงของการทำสำเนาข้อมูล .

พันธุกรรม ข้อมูล จีโนไทป์ กำหนด ฟีโนไทป์ สัญญาณของเซลล์ จีโนไทป์เปลี่ยนเป็นฟีโนไทป์ .

ทิศทางการไหลของข้อมูลนี้รวมถึง สามประเภทเมทริกซ์ สังเคราะห์:

1. การสังเคราะห์ดีเอ็นเอ - การจำลองแบบ

2. การสังเคราะห์อาร์เอ็นเอ - การถอดความ

3. การสังเคราะห์โปรตีน - ออกอากาศ

1) การจำลองดีเอ็นเอ (DNA → DNA)การทำซ้ำที่แน่นอน (การจำลองแบบ) ของ DNA การจำลองแบบจะดำเนินการโดยคอมเพล็กซ์ของโปรตีนที่คลายโครมาติน จากนั้นเป็นเกลียวคู่ หลังจากนั้น DNA polymerase และโปรตีนที่เกี่ยวข้องจะสร้างสำเนาที่เหมือนกันบนแต่ละเส้นทั้งสอง การเล่นแหล่งที่มาของสารพันธุกรรมในรุ่น2) การถอดความ (DNA → RNA)กระบวนการทางชีววิทยาโดยที่ข้อมูลที่มีอยู่ในชิ้นส่วนของ DNA ถูกคัดลอกไปยังโมเลกุล mRNA ที่สังเคราะห์ขึ้น การถอดความดำเนินการโดยปัจจัยการถอดรหัสและ RNA polymerase 3) การแปล (RNA → โปรตีน)ข้อมูลทางพันธุกรรมได้รับการแปลเป็นสายโซ่โพลีเปปไทด์ คอมเพล็กซ์ของปัจจัยการเริ่มต้นและปัจจัยการยืดตัวส่ง RNA การถ่ายโอนอะมิโนอะซิเลตไปยังคอมเพล็กซ์ mRNA-ไรโบโซม 4) ในกรณีพิเศษ RNA สามารถเขียนใหม่ได้ในรูปของ DNA (reverse transcription) และคัดลอกได้ในรูปของ RNA (การจำลองแบบ) แต่โปรตีนไม่สามารถเป็นแม่แบบสำหรับกรดนิวคลีอิกได้

ซ่อมแซม- นี่คือ เมทริกซ์ การสังเคราะห์ที่แก้ไขข้อผิดพลาดในโครงสร้างของDNA , ตัวเลือก การจำลองแบบ จำกัด ฟื้นฟู อักษรย่อ โครงสร้างของดีเอ็นเอ เมทริกซ์เป็นพล็อต ไม่บุบสลาย สาย DNA.

โครงสร้างของนิวคลีโอไทด์ ไอโซเมอร์เชิงพื้นที่ (2'-เอนโด-, 3'-เอนโด-, ฯลฯ, แอนตี้, ซิน)

นิวคลีโอไทด์- กลุ่มเคมีเชิงซ้อนที่พบในสภาพธรรมชาติ นิวคลีโอไทด์เป็นหน่วยการสร้างสำหรับกรด NUCLEIC (DNA และ RNA) นิวคลีโอไทด์สร้างขึ้นจากส่วนประกอบสามส่วน ได้แก่ ไพริมิดีนหรือพิวรีนเบส เพนโทส และกรดฟอสฟอริก นิวคลีโอไทด์เชื่อมโยงกันเป็นสายโซ่โดยพันธะฟอสโฟไดสเตอร์ มันเกิดขึ้นจากการเอสเทอริฟิเคชันของหมู่ OH C-3` ของเพนโทสของนิวคลีโอไทด์หนึ่งตัวและกลุ่ม OH ของฟอสเฟตตกค้างของนิวคลีโอไทด์อื่น เป็นผลให้ปลายด้านหนึ่งของสายพอลินิวคลีโอไทด์สิ้นสุดลงด้วยฟอสเฟตอิสระ (ปลาย P หรือปลาย 5') อีกด้านหนึ่ง มีหมู่ OH ที่ไม่ผ่านเอสเทอร์ที่ C-3'pentose (3'-end) ในเซลล์ที่มีชีวิต ยังพบนิวคลีโอไทด์อิสระซึ่งนำเสนอในรูปของโคเอ็นไซม์ต่างๆ ซึ่งรวมถึงเอทีพี

เบสเฮเทอโรไซคลิกทั้ง 5 เบสที่รวมอยู่ในกรดนิวคลีอิกที่เป็นส่วนประกอบมีรูปแบบเรียบ แต่สิ่งนี้ไม่เอื้ออำนวยอย่างมาก ดังนั้น 2 รูปแบบจึงเกิดขึ้นได้ในพอลินิวคลีโอไทด์ C3`-endo และ C2`-endo. C1, 0 และ C4 อยู่ในระนาบเดียวกัน C2 และ C3 อยู่ในรูปแบบเอนโดเมื่อถูกนำออกมาเหนือระนาบนี้ กล่าวคือ ในทิศทางของการสื่อสารС4-С5

คุณลักษณะที่สำคัญที่สุดในการกำหนดโครงสร้างของหน่วยนิวคลีโอไทด์คือการจัดเรียงร่วมกันของชิ้นส่วนคาร์โบไฮเดรตและเฮเทอโรไซคลิก ซึ่งถูกกำหนดโดยมุมของการหมุนรอบพันธะ N-glycosidic มี 2 ​​ภูมิภาคของรูปแบบที่อนุญาต, ซิน-และ ต่อต้าน-.

สิ่งมีชีวิตทั้งหมดขึ้นอยู่กับโมเลกุลพื้นฐานสามโมเลกุลสำหรับหน้าที่ทางชีววิทยาทั้งหมดโดยพื้นฐานแล้ว โมเลกุลเหล่านี้ได้แก่ DNA, RNA และโปรตีน DNA สองเส้นหมุนไปในทิศทางตรงกันข้ามและตั้งอยู่ติดกัน (ต้านขนาน) นี่คือลำดับของเบสไนโตรเจนสี่ตัวที่ชี้ไปตามกระดูกสันหลังที่เข้ารหัสข้อมูลทางชีววิทยา ตามรหัสพันธุกรรม สาย RNA จะถูกแปลงเพื่อกำหนดลำดับของกรดอะมิโนในโปรตีน สายของ RNA เหล่านี้ถูกสร้างขึ้นโดยใช้สายของ DNA เป็นแม่แบบ กระบวนการที่เรียกว่าการถอดรหัส

หากไม่มี DNA, RNA และโปรตีน จะไม่มีสิ่งมีชีวิตทางชีววิทยาเกิดขึ้นบนโลก ดีเอ็นเอเป็นโมเลกุลอัจฉริยะที่เข้ารหัสชุดคำสั่งทางพันธุกรรมที่สมบูรณ์ (จีโนม) ที่จำเป็นในการประกอบ บำรุงรักษา และทำซ้ำแต่ละชุด สิ่งมีชีวิต. RNA มีบทบาทสำคัญในการเข้ารหัส ถอดรหัส ควบคุม และแสดงออกทางพันธุศาสตร์ หน้าที่หลักของ RNA คือการสร้างโปรตีนตามชุดคำสั่งที่เข้ารหัสใน DNA ของเซลล์

DNA ประกอบด้วยน้ำตาล เบสไนโตรเจน และหมู่ฟอสเฟต อาร์เอ็นเอก็เหมือนกัน

ใน DNA ฐานไนโตรเจนประกอบด้วยกรดนิวคลีอิก: ไซโตซีน (C), กัวนีน (G), อะดีนีน (A) และไทมีน (T) ในเชิงอภิปรัชญา กรดนิวคลีอิกเหล่านี้สัมพันธ์กับสารที่เป็นธาตุของโลก: อากาศ น้ำ ไฟ และโลก เมื่อเราสร้างมลพิษให้กับธาตุทั้งสี่นี้บนโลก เราจะสร้างมลพิษให้กับกรดนิวคลีอิกที่สอดคล้องกันใน DNA ของเรา

อย่างไรก็ตาม ใน RNA ฐานไนโตรเจนประกอบด้วยกรดนิวคลีอิก: ไซโตซีน (C), กัวนีน (G), อะดีนีน (A) และยูราซิล (U) นอกจากนี้ กรดนิวคลีอิกอาร์เอ็นเอแต่ละชนิดยังสัมพันธ์กับสารที่เป็นธาตุของโลก ได้แก่ อากาศ น้ำ ไฟ และโลก ทั้งใน DNA และ RNA DNA ของไมโตคอนเดรียสอดคล้องกับองค์ประกอบพื้นฐานที่ห้าของ Cosmic Ether ที่ส่งออก t จากแม่เท่านั้น. นี่คือตัวอย่าง allotropy ซึ่งเป็นคุณลักษณะของจำนวนเล็กน้อย องค์ประกอบทางเคมีอยู่ในรูปแบบที่แตกต่างกันตั้งแต่สองรูปแบบขึ้นไป เรียกว่า allotropes ของธาตุเหล่านั้น Allotropes เป็นการดัดแปลงโครงสร้างต่างๆ ขององค์ประกอบ DNA ของเราคือ allotrope ของธาตุพื้นฐานทั้งสี่ของดาวเคราะห์

หน้าที่ทางชีววิทยาหลักของเบสไนโตรเจนใน DNA คือการเชื่อมโยงกรดนิวคลีอิก อะดีนีนจะรวมกับไทมีนเสมอ และกวานีนจะรวมกับไซโตซีนเสมอ พวกเขาเรียกว่าฐานคู่ Uracil มีอยู่ใน RNA เท่านั้น แทนที่ thymine และรวมกับ adenine

ทั้ง RNA และ DNA ใช้การจับคู่เบส (ชาย + หญิง) เป็นภาษาเพิ่มเติมที่สามารถแปลงในทิศทางใดก็ได้ระหว่าง DNA และ RNA โดยการกระทำของเอนไซม์ที่เหมาะสม ภาษาชายหญิงหรือโครงสร้างการจับคู่พื้นฐานนี้ให้สำเนาสำรองของข้อมูลทางพันธุกรรมทั้งหมดที่เข้ารหัสภายใน DNA แบบเกลียวคู่

ฐานแฝดย้อนกลับ

DNA และ RNA ทั้งหมดทำงานบนหลักการเรื่องเพศของการจับคู่เบส ทำให้เกิดพันธะไฮโดรเจน เบสที่จับคู่ต้องเชื่อมต่อกันตามลำดับ ทำให้ DNA และ RNA สามารถโต้ตอบได้ (ตามการออกแบบดั้งเดิมของ DNA ทั้ง 12 เส้นของเรา นั่นคือ Diamond Sun Body) และยังช่วยให้ RNA ผลิตโปรตีนที่ใช้งานได้ซึ่งสร้างลิงก์ที่สังเคราะห์และซ่อมแซม DNA สองเท่า เกลียว DNA ของมนุษย์ได้รับความเสียหายจากการกลายพันธุ์ของคู่เบสและการเปลี่ยนแปลงของคู่การแก้ไขลำดับหรือการแทรกโดยสิ่งมีชีวิตที่ได้รับการออกแบบ เช่น ไวรัส การแทรกแซงในฐานที่จับคู่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีการแยกเพศของเครือข่ายย้อนกลับของ Nephilim (NRG) ซึ่งมีอิทธิพลต่อภาษาชายและหญิงทั้งหมดและความสัมพันธ์ของพวกเขา สำเนาของดีเอ็นเอถูกสร้างขึ้นโดยการรวมหน่วยย่อยของกรดนิวคลีอิกกับคู่เบสตัวผู้-ตัวเมียบนแต่ละสายของโมเลกุลดีเอ็นเอดั้งเดิม การเชื่อมต่อดังกล่าวมักเกิดขึ้นในชุดค่าผสมที่แน่นอน การเปลี่ยนแปลงของสารประกอบดีเอ็นเอพื้นฐาน รวมถึงการดัดแปลงพันธุกรรมและการควบคุมทางพันธุกรรมหลายระดับ มีส่วนในการยับยั้งการสังเคราะห์ดีเอ็นเอ นี่คือการปราบปรามโดยเจตนาของการกระตุ้นสาย DNA 12 สายของพิมพ์เขียวดั้งเดิม นั่นคือ Silicon Matrix ซึ่งประกอบและสร้างขึ้นด้วยโปรตีน การปราบปรามทางพันธุกรรมนี้ดำเนินไปอย่างอุกอาจตั้งแต่เกิดหายนะของแอตแลนติส มันเกี่ยวข้องโดยตรงกับการปราบปรามการรวมตัวของ hierogamy ซึ่งทำได้โดยการเชื่อมต่อที่ถูกต้องของฐาน DNA ซึ่งสามารถสร้างและประกอบโปรตีนเพื่อฟื้นฟูตัวอักษรไฟของ DNA

การแก้ไข RNA ด้วยแอสปาร์แตม

ตัวอย่างหนึ่งของการดัดแปลงพันธุกรรมและการทดลองกับประชากรคือการใช้แอสปาร์แตม* แอสพาเทมถูกสังเคราะห์ทางเคมีจากแอสพาเทต ซึ่งทำให้การทำงานของพันธะยูราซิล-ไทมีนใน DNA บกพร่อง และยังลดการทำงานของการสังเคราะห์โปรตีน RNA และการสื่อสารระหว่าง RNA และ DNA การแก้ไข RNA โดยการเพิ่มหรือกำจัด uracil และ thymine ได้ถอดรหัสไมโตคอนเดรียของเซลล์ ซึ่งความเสียหายของไมโตคอนเดรียมีส่วนทำให้เกิดโรคทางระบบประสาท ไทมีนเป็นผู้พิทักษ์ความสมบูรณ์ของ DNA ที่ทรงพลัง นอกจากนี้ การลดระดับยูราซิลยังทำให้เกิดแอสพาเทต คาร์บอนไดออกไซด์ และแอมโมเนียอีกด้วย

รบกวนวงจรไนโตรเจน

อันเป็นผลมาจากการปฏิวัติอุตสาหกรรม การปรับใช้คอมเพล็กซ์ทางทหารผ่านการติดต่อของ NEA วัฏจักรไนโตรเจนโดยรวมได้เปลี่ยนแปลงไปอย่างมากในช่วงศตวรรษที่ผ่านมา ในขณะที่ไนโตรเจนเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิตที่รู้จักทั้งหมดบนโลก แต่ก็มีสงครามเชื้อเพลิงฟอสซิลที่ NAA บังคับโดยเจตนา ก่อให้เกิดมลพิษต่อโลกและทำลายดีเอ็นเอ ไนโตรเจนเป็นส่วนประกอบของกรดอะมิโนทั้งหมดที่ประกอบเป็นโปรตีนและมีอยู่ในเบสที่ประกอบเป็นกรดนิวคลีอิกของอาร์เอ็นเอและดีเอ็นเอ อย่างไรก็ตาม โดยการทำสงครามแย่งชิงเชื้อเพลิงฟอสซิล บังคับให้ใช้เครื่องยนต์ สันดาปภายใน,สร้างปุ๋ยเคมีและมลพิษ สิ่งแวดล้อม ยานพาหนะและอุตสาหกรรมต่างๆ ผู้คนมีส่วนทำให้เกิดความเป็นพิษร้ายแรงของไนโตรเจนในรูปแบบทางชีววิทยา ไนตริกออกไซด์ คาร์บอนไดออกไซด์ มีเทน แอมโมเนีย ทั้งหมดนี้สร้างก๊าซเรือนกระจกที่เป็นพิษต่อโลก น้ำดื่มและมหาสมุทร การปนเปื้อนนี้ทำให้เกิดความเสียหายและการกลายพันธุ์ของ DNA

การเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของความเจ็บปวด

ดังนั้น พวกเราหลายคนจึงประสบกับการเปลี่ยนแปลงของธาตุในเลือด ส่วนต่างๆ ของร่างกาย (โดยเฉพาะอย่างยิ่งบนพื้นผิวของผิวหนังที่ตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของเลือด) และการเปลี่ยนแปลงอย่างลึกซึ้งในเซลล์และเนื้อเยื่อของเรา การฟื้นฟูสสารอันเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงทางแม่เหล็กยังแทรกซึมระดับของร่างกายองค์ประกอบทางอารมณ์ของเรา ซึ่งส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อปฏิกิริยาของเซลล์และหน่วยความจำที่เก็บไว้ในร่างกายโดยสัญชาตญาณ (Pain Body)

วัฏจักรใหม่นี้บังคับให้เราแต่ละคนให้ความสนใจกับร่างกายตามสัญชาตญาณของเรา ร่างกายที่มีความเจ็บปวดทางอารมณ์และองค์ประกอบ และสิ่งที่เกิดขึ้นกับร่างกาย ความสัมพันธ์ของกองกำลังสุริยะและดวงจันทร์และผลรวมของพวกมันต่อขั้วของแรงในร่างกายของดาวเคราะห์ได้รับการปรับให้เข้ากับผลกระทบนี้ต่อสนามแม่เหล็ก

น่าเสียดายที่ความล้มเหลวในการทำความเข้าใจหลักการที่สูงขึ้นของกฎธรรมชาติส่งผลให้เกิดความโกลาหลและความทุกข์ทรมานสำหรับผู้ที่ยังคงหมกมุ่นอยู่กับการทำลายล้างการแบ่งแยกและความรุนแรงโดยไม่คำนึงถึงวิธีการที่ใช้

อย่างไรก็ตาม การอพยพมวลของกองกำลังทางจันทรคติ, สิ่งมีชีวิตในสายดวงจันทร์, เทวดาตกสวรรค์จากโลกของเราและ ระบบสุริยะที่กำลังดำเนินอยู่ ในขณะที่ระบบสุริยะถูกกักกัน บรรดาผู้ที่เสด็จขึ้นสู่สวรรค์ (หรือผู้มีใจบริสุทธิ์) จะได้รับประสบการณ์การปรับศูนย์พลังงานศักดิ์สิทธิ์ของตนอย่างลึกซึ้งตั้งแต่ดวงจันทร์จนถึงอิทธิพลของดวงอาทิตย์ การแยกตัวของกองกำลังสุริยะและดวงจันทร์นี้ยังคงเปลี่ยนแปลงไม่เฉพาะในร่างกายที่มีองค์ประกอบทางอารมณ์เท่านั้น แต่ยังเปลี่ยนแปลงในศูนย์ศักดิ์สิทธิ์และอวัยวะสืบพันธุ์ทั้งหมดด้วย มันนำการปรับเปลี่ยนหรือข้อมูลเชิงลึกมาสู่หลายประเด็นที่เกี่ยวข้องกับความทุกข์ทางเพศที่ได้รับการตั้งโปรแกรมตามประวัติศาสตร์ที่ซ่อนอยู่ที่เกี่ยวข้องกับเอนทิตีของห่วงโซ่ดวงจันทร์ ชุดคำสั่งแม่เหล็กและไมโตคอนเดรียของแม่ช่วยฟื้นฟู Solar Femininity ให้กับลูกๆ ในโลกด้วยเช่นกัน

การสังเคราะห์ดีเอ็นเอ

เมื่อเข้าใจว่าร่างกายและองค์ประกอบทางอารมณ์ของเราเคลื่อนจากอะตอมที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบที่มีระดับสูงขึ้นผ่านการกระตุ้นด้วยความถี่สูงและการเปลี่ยนแปลงทางแม่เหล็กของดาวเคราะห์ เราสามารถเชื่อมโยงจุดต่างๆ ในการพัฒนาจิตวิญญาณของร่างกายเราเองที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการเล่นแร่แปรธาตุส่วนบุคคล ในการฟื้นฟูร่างกายของโซเฟีย การเปลี่ยนแปลงทางเคมีของวิวัฒนาการของจิตสำนึกของเราผสานเข้ากับความเข้าใจทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับการสังเคราะห์ดีเอ็นเอ การสังเคราะห์ดีเอ็นเอมีความสำคัญพอๆ กับการกระตุ้นดีเอ็นเอ ซึ่งมีบทบาทสำคัญและโดยตรงในการเสด็จขึ้นสู่สวรรค์ทางจิตวิญญาณ มารดาได้นำบันทึกดีเอ็นเอของไมโตคอนเดรียกลับมาผ่านการพลิกกลับของกระแสแม่เหล็ก ฟื้นฟูพิมพ์เขียวของเลือด สมอง และระบบประสาทของเราให้ทำงานได้ดีขึ้นด้วย DNA ดั้งเดิมที่แท้จริงของเรา

*แต่ สปาตัมเป็นสารเคมีดัดแปลงพันธุกรรมที่จำหน่ายและทำการตลาดเป็นผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร

แปล: Oreanda Web