Рибонуклеин қышқылдары
Көмірсулы компонент ретінде рибозадан, ал азоттық негіздер ретінде-аденин, гуанин, урацил, цитазиннен және олардың модификацияланған туындыларынан (мысалы, метилденгсен) тұратын нуклеин қышқылдары. Барлық тірі клеткалар мен көптеген вирустардың міндетті компоненті. Генетикалық ақпараттың жүзеге асуына қатысады. РНҚ кеңістіктегі құрылысы негізінен бір полинуглеотидті тізбектен, (75-тен 10 000-ка дейін нуклеотидтерден) ал кейбір бөліктерінде негіздердің комплемнтарлылығы припципі бойынша құрылған екі спиралді болып келеді. Құрылыс ерекшеліктері мен атқаратын қызметіне сай клеткалық РНК-ның бірнеше класын бөлін көрсетуге болады: рибосомалық (рРНҚ), тасималдаушы (тРНҚ), ақнарапық немесс матричалық (аРНҚ немесе мРНҚ). Тірі клеткада ДНҚ матрицасында РНК-ның синтезі РНҚ-полимераза ферментінің көмегімен жүзеге асады. Эукариоттардың клеткасында РНҚ-ның әр түрлі класын синтездейтін 3 әр түрлі РНҚ-полимеразалар табылған.
Белгілі бір геннің шегінде ДНҚ-ның 2 комплементарлы тізбегінің біреуі ғана РНҚ-ның синтезінде матрица болып табылады. РНҚ-ның молекулалары функционалды белсенді молекулалар мен салыстырғанда молекулалық массасы үлкен бастамалар түрінде синтезделеді.
Рибосомалық РНҚ жоғары молекулалы және бүкіл клеткалық РНҚ-. ның 80% жуық мөлшерін құрайды. Эукариоттардың клеткасында рРНҚ-ның синтезі ядрошықта шоғырланын, I РНҚ — полимеразамен жүзеге асырылады. Геномда рРНҚ-ны кодтайтын 50-ден 1000-га дейін бірдей гендердің көшірмесі болады. Белгілі бір ақуыздармен байланыса отырып, клетканың маңызды аппараттарының бірі — рибосомаларды түзеді. рРНҚ-на рибосома массасының 60% тура келеді.
Тасымаддаушы РНҚ, төменгі молекулалы (молекулалық массасы шамамен 25000), РНҚ-ның басқа кластарымен саластырғанда құрылысы жақсы зерттелген. III РНҚ-полимеразасының көмегімен бастамалар түрінде синтезделеді. Барлық белгілі тРНҚ-ның екінші ретгік құрылысы үшқұлақты жанырақ пішінді болып келеді. Қосымша сутектік байланыстардың қатысуымен түзілетін үшінші реттік құрылымы L латын әрібі түрінде болады.
тРНҚ-ның негізгі қызметі – сәйкес аминқышқылын байланыстырып (аминқышқылының карбоксил тобы мен тРНҚ-ның шеткі рибоза қалдығының арасында ковалентті байланыстын түзілуі арқылы) және оны аминоацилсинтетаза ферментінің көмегімен рибосомаға тасымалдау. Фермент аминқышқылы мен оған сәйкес тРНҚ «тануға» маманданған. Әрбір аминқышқылынын арнайы аминоацилсинтетазасы мен тРНҚ болады. Кейбір жағдайда бір аминқышқылына 2 немесс одан көп тРНҚ сәйкес келеді. Себебі бір амиақышқылы бірнеше кодонмен кодталуы мүмкін.
Ақпараттық, немесе матрицалық РНҚ. Молекулалық массасы бойынша алуан түрлі (0,05×106 — 4×106) болып келеді. Олар клеткадағы РНҚ-ның жалпы мөлшерінің 2% құрайды. Олар клеткалық ақуыздардың синтезінде матрица болып табылады. Эукариоттардың клеткасында мРНҚ-ның синтезі ядрода -жүреді. Одан арнайы рибонуклеопротеидтік бөлшектермен (информосомалар) мРНҚ цитонлазмаға тасымалдапады. Жетілген мРНҚ-дың 5′ және 3′ ұштарында трансляцияланбайтын кезектесулер болады. 5′ ұшында мРНҚ-лың рибосомамен жалғастыратын бөлік бар. Әдетте эукариоттардың 5′ ұшында 7′ жағдайында метилденген гуанозии 5′ — 5′ пирофосфаттық байланыспен келесі негізбен байланысқан. Көбіне 3′ ұшында мРНҚ ұзын (250 негізі дейін) гомополимерлі кезектесу (полиаденилат)-лермен аяқталады, ол мРНҚ-па оның транскрипциясы аяқталған соң жалғасады.
РНҚ-лды вирустардың геномы екіспиралды немесе бірспиралды РНҚ түрінде болады. Кейбір геномдық РНҚ-ның құрылымдық ұйымдасуы эукариоттардың мРНҚ-на ұқсас және тікелей трансляциялана алады. Ал басқа вирустарда геномдық тізбекке комплементарлы РНҚ ғана трансляцияланады.
Транскрипция латын тілінен аударғанда transcriptio — көшірін жазамын днген мағынаны білдіреді. Транскрииция дегеніміз — ДНК-ның сәйкес бөлігінде РНК молекулаларының биосинтезі; тірі клеткалардағы генетикалық ақпараттың жүзсге асуының бірінші сатысы. Транскринция ДНК-га тәуелді РНК-полимераза ферментінің көмегімен жүзеге асады. Ол көптеген зерттелген ағзаларда транскринция процесінде артүрлі қызмет атқаратын 4 немесе одан да көп бірдей емес суббірліктерден тұрады. Фермент транскрипцияның басталу белгісі — промоторды (ДНК бөлігі) «танып», оиымсІІ бірігсді де ДНК-ныц қос сниралін ажыратады. Осы жерден бастап ДНК-ның бір тізбегі бойымен жылжын, оны қайтлайды да комплементарлық принципіне сәйксс түзілін келе жатқан РНК-га мономерлі звеноларды (нуклеотидтерді) қосып алады. РНК-полимеразаның қозғалысына сай РНК-ның өсіп келе жатқан тізбегі матрицадан ажырайды және ферменттен кейін жатқан ДНК-ның қос спиралі қалпына келеді. РНК-полимераза қайталайтын бөліктің соңына (терминатор) жеткенде РНК матрицадан бөліиеді. ДНК-ның әртүрлі бөліктерінің көшірмелерінің саны ағзаның даму барысында өзгеруі мүмкін. Тиімділігі жоғары инициация (басталу) үшін көбіне промоторға позитивті бақылау ақуыздарынын (мысалы, катаболизмнің ақуыз-активаторы) қосылуы қажет. Прокариоттарда инициация кезеңіндсгі реттеуге транскрипцияның басталу нүктесіне жақын орналасқан бөліктер -операторларды біріктіретін репрессор — ақуыздардың қатысуы мүмкін екендігі дәлелденген. Транскрипцияның соңының (терминатор) кейбір белгілерін РНК-полимеразаның өзі таниды. Басқаларын тануға ерекше терминацияланушы ақуыз «ро» қатысады. Транскринцияны терминация кезеңінде реттеуге антитерминатор-ақуыздар мен ақуыз синтезі аппаратының компоненттері қатысады.
Эукариоттарда рибосомалық, ақнараттық және тасымалдаушы РНК-лардың синтезіне арналған арнайы РНК-полимеразалары болады.
Скриптон немесе оперон деп аталатыи транскрипция бірліктері, әдетте бірнеше функционалдық жағынан байланысты гендерден, ал эукариоттарда олар негізінен моногенді болып табылады. Қатерлі ісік тектес вирустарда ақпараттың РНК-дан ДНК-га (кері транскрипция) тасымалдануы мүмкіи. Ол кері транскриптаза (ревертаза) фермеитінің көмегімен жүзеге асады.
ДНК-ң структурасы. Нуклеин қышқылдарына ақуыздар тәрізді бірінші ретті структура — олардың нуклеотидтерініц кезектесуі және үшөлінемді структура тән.
Уилкинс пен Франклин — ДНК структурасын рентгеноструктуралық анализ көмегімен зерттеуге талпынды. Олардың зерттеулері ұзақ және қиын ДНК-ның тұздарының таза препараттарын дайындаудап құралды. Осы препараттар үшін олар күрделі дифракциялық суреттер алды. Бұл суреттердің көмегімен тек ДНК молекуласының жалпы структурасын ғана анықтауга болатын еді (таза кристалдар сияқты нақты мәліметтер бере алмайтын еді).
Джеймс Уотсон және Фрэнсис Крик бұл мәселесіне шешуде басқа жолды таңдады. Сол кезде белгілі болған барлық химиялық және физикалық мәлімеітерді пайдаланын, олар ДНК-ның кеңістіктегі моделін жасауға талпынды.
Олар Уилкинстің рентгенограммаларымен әрдайым таныса отырып, ДНК-ның өсі бойыпша 0,34 нм периодтылықпен кайталанып отыратын спиралді структурасы бар деген қорытындыға келді.
Уотсон мнн Крик ДНК-дағы ортүрлі негіздердің қатынасында белгілі бір заңдылықтың бар екендігін түсінді. Бұл зандылықты 1951 ж. Эрвин Чаргафф анықтады.
Уотсон мен Криктің алдында ДНК молекуласы көршілес тізбектердің негіздерің жүнтасуымен біріккен екі спиральді полинуклеотидтік тізбектерден тұратыны туралы болжамды тексеру мақсаты тұрды.
Негіздер бір бірімен сутектік байланыстармен бірігеді. Бұл жерде қандай негіздер жұптасуы керек? — деген сұрақ туды. Пуриндік негіздердің саны пиримидинді негіздердің санына дәл тура келеді.