RNA

일반성

RNA 또는 리보 핵산은 유전자의 암호화, 해독, 조절 및 발현 과정에 관여하는 핵산이다. 유전자는 단백질 합성을위한 기본적인 정보를 담고있는 DNA의 긴 부분이다.

도표 : RNA 분자에있는 질소 기초. wikipedia.org에서

아주 간단한 용어로, RNA는 DNA에서 유래하고 단백질과 단백질 사이를 지나가는 분자를 나타냅니다. 일부 연구자들은 이것을 "DNA 언어를 단백질 언어로 번역하기위한 사전"이라고 부릅니다.

RNA 분자는 가변 수의 리보 뉴클레오타이드의 쇄 (chain) 로의 결합으로부터 유도된다. 리보오스 라 불리는 인산기, 질소 염기 및 탄소 원자가 5 개인 설탕이 각 단일 리보 뉴클레오티드의 형성에 참여합니다.

RNA 란 무엇인가?

RNA 또는 리보 핵산 은 핵산 의 범주에 속하는 생물학적 거대 분자로서 DNA 에서 시작하는 단백질 의 생성에 핵심적인 역할을합니다.

단백질 (생물학적 거대 분자이기도 함)의 생성은 일련의 세포 과정을 포함하며, 이를 단백질 합성 이라고합니다.

DNA, RNA 및 단백질은 살아있는 유기체의 세포의 생존, 발달 및 적절한 기능을 보장하는 데 필수적입니다.

DNA 란 무엇인가?

DNA 또는 디옥시리보 핵산은 RNA와 함께 자연계에 존재하는 다른 핵산입니다.

구조적으로 리보 핵산과 유사하게, 데 옥시 리보 핵산은 유전 적 유산, 즉 유전자 저장고로서 살아있는 유기체의 세포에 포함되어있다. RNA와 간접적으로 단백질의 형성은 DNA에 달려있다.

RNA의 역사

도표 : ribose와 deoxyribose

RNA 연구는 프리드리히 미셔 (Friedrich Miescher) 가 핵산을 발견 한 1868 년에 시작되었습니다.

이 점에 관한 첫 번째 중요한 발견은 1950 년대 후반과 1960 년대 초반 사이에 발견되었다. 이 발견에 참여한 과학자들 가운데 Severo Ochoa, Alex Rich, David Davies 및 Robert Holley 는 특별한 언급이 필요합니다.

1977 년 필립 샤프 (Philip Sharp) 와 리차드 로버츠 (Richard Roberts) 가 이끄는 연구진이 인트론 접합 과정을 해독했다.

1980 년 Thomas Cech 와 Sidney Altman 은 리보 자임을 확인했습니다.

*주의 사항 : 인트론 스 플라이 싱 및 리보 자임에 관해 배우려면 RNA 합성 및 기능에 관한 장을 참조하십시오.

구조

생화학 적 관점에서 RNA는 생체 고분자 입니다. Biopolymers는 큰 자연 분자로, 단량체 라고 불리는 많은 작은 분자 단위의 쇠사슬 또는 필라멘트에서의 결합의 결과입니다.

RNA를 구성하는 단량체는 뉴클레오티드 이다.

RNA는 일반적인 것으로서 단일 사슬이다.

RNA 분자는 일반적으로 단일 뉴클레오티드 체인 ( 폴리 뉴클레오티드 필라멘트 )으로 구성된 분자입니다.

세포 RNA의 길이는 백 개에서 수천 개까지 다양합니다.

구성 뉴클레오타이드의 수는 해당 분자가하는 역할의 함수이다.

DNA와의 비교

RNA와는 달리, DNA는 일반적으로 2 개의 뉴클레오타이드가 형성하는 생체 고분자입니다.

함께 결합 된이 두 폴리 뉴클레오타이드 필라멘트는 반대 방향을 가지며, 서로를 감싸고, " 이중 나선 "으로 알려진 이중 나선을 구성합니다.

일반 인간 DNA 분자는 필라멘트 당 약 33 억 개의 뉴클레오타이드를 포함 할 수 있습니다.

핵산의 일반 구조

정의에 따르면, 뉴클레오타이드는 RNA 및 DNA 핵산을 구성하는 분자 단위입니다.

구조적인 관점에서 볼 때, 일반적인 뉴클레오타이드는 다음 3 가지 요소의 조합으로부터 유래한다 :

• 인산 의 유도체 인 인산염 그룹 ;
• 5 탄소 원자를 가진 설탕 인 pentose ;
• 방향족 헤테로시 클릭 분자 인 질소 성 염기 .

오탄당은 뉴클레오타이드의 중심 원소로서 인산염 그룹과 질소 성 염기가 결합합니다.

도표 : 핵산의 일반적인 뉴클레오티드를 형성하는 성분. 알 수 있듯이, 인산기와 질소 염기는 당과 결합되어있다.

오탄당과 포스페이트 그룹을 함께 보유하는 화학 결합은 포스 포디 에스테르 결합 이고, 오탄당과 질소 염기를 결합하는 화학 결합은 N- 글리코 시드 결합 이다.

RNA PENTOSO는 무엇입니까?

전제 : 화학자들은 유기 분자를 구성하는 석탄의 번호를 매기는 것으로 생각하여 연구 및 설명을 단순화했습니다. 여기에서 5 탄당 5 탄은 탄소 1, 탄소 2, 탄소 3, 탄소 4와 탄소 5가된다. 숫자를 할당하는 기준은 상당히 복잡하므로 설명을 생략하는 것이 적절하다고 생각한다.

RNA 뉴클레오타이드의 구조를 구별하는 5 개의 탄소 원자를 갖는 당은 리보스 이다.

리보스의 탄소 원자 5 개 중에서 특별한 언급이 필요합니다 :

• 탄소 1은 N- 기반의 글리코 시드 결합을 통해 질소 성 염기에 결합하기 때문입니다.
• 탄소 2는 DNA 뉴클레오타이드의 오탄당으로부터 RNA 뉴클레오타이드의 오탄당을 구별하는 것이기 때문에 존재한다. RNA의 탄소 2에 연결되어있는 산소 원자와 수소 원자가 함께 OH기를 형성합니다.
• Carbon 3, 이는 두 개의 연속 된 뉴클레오타이드 사이 의 연결에 참여하기 때문입니다.
• 탄소 5는 포스 포디 에스테르 결합을 통해 인산염 그룹 에 결합하기 때문입니다.

ribose sugar의 존재 때문에 RNA nucleotide는 ribonucleotides 라고 불립니다.

DNA와의 비교

DNA 뉴클레오타이드를 구성하는 오탄당은 데 옥시 리보오스 입니다.

Deoxyribose는 탄소 2에 산소 원자가 부족하기 때문에 리보스와 다릅니다.

따라서, 그것은 5- 탄소 RNA 설탕을 특징으로하는 OH 하이드 록실 그룹이 결여되어있다.

데 옥시 리보스 설탕의 존재로 인해, DNA 뉴클레오타이드는 또한 데 옥시 리보 누클레오티드로 알려져있다.

핵종 및 질소 기지의 유형

RNA에는 4 가지 유형의 뉴클레오타이드가 있습니다.

질소 성 염기 만이 4 가지 다른 유형의 뉴클레오타이드를 구별합니다.

따라서 명백한 이유로 RNA의 4 가지 질소 염기가 있는데, 구체적으로는 아데닌 (A로 약칭 함), 구아닌 (G), 시토신 (C) 및 우라실 (U)입니다.

아데닌 및 구아닌은 퓨린 류에 속하며, 이중 고리 방향족 헤테로시 클릭 화합물에 속한다.

한편, 시토신과 우라실은 피리 미 딘류, 단일 고리 방향족 헤테로 사이 클릭 화합물의 범주에 속한다.

DNA와의 비교

DNA 염기를 구별하는 질소 염기는 우라실을 제외하고는 RNA와 동일합니다. 후자 대신에 피리 미딘의 범주에 속하는 티민 (T)이라는 질소 성 염기가있다.

핵의 본드

모든 RNA 가닥을 형성하는 각각의 뉴클레오타이드는 그 오탄당의 탄소 3과 바로 다음의 뉴클레오타이드 포스페이트 그룹 사이의 포스 포디 에스테르 결합에 의해 다음 뉴클레오타이드에 결합한다 .

RNA 분자의 끝

모든 RNA 폴리 뉴클레오티드 필라멘트는 5 '말단 ( 5 번 말기 판독)과 3' 말기 (2 번 말단 판독) 의 두 말단을 갖는다.

전통적으로 생물 학자와 유전 학자들은 5 ' 말단 이 RNA 필라멘트의 머리 를 나타내는 반면에 3'말단 은 꼬리를 나타내는 것으로 밝혀 졌습니다.

화학적 관점에서, 5 '말단은 폴리 뉴클레오타이드 사슬의 첫번째 뉴클레오타이드의 인산염 그룹과 일치하지만, 3'말단은 동일한 사슬의 마지막 뉴클레오티드의 탄소 3에 위치한 하이드 록실 그룹과 일치한다.

이 조직에 기초하여 유전학 및 분자 생물학 서적에서 모든 핵산의 폴리 뉴클레오티드 가닥은 다음과 같이 기술됩니다 : P-5 '→ 3'-OH (* NB : 문자 P는 인산기의 인).

단일 뉴클레오타이드 에 5 '말단과 3'말단의 개념을 적용함으로써, 후자의 5 '말단은 탄소 5에 결합 된 인산기이고, 3'말단은 탄소 3와 결합 된 수산기이다.

두 경우 모두, 독자는 수치 재발에주의를 기울 이도록 권유됩니다 : 탄소 5의 5 '말단 인산기와 탄소 3의 3'말단 수산기.

현지화

생체의 핵이있는 세포 (핵이있는 세포)에서 RNA 분자는 핵과 세포질 에서 발견 될 수 있습니다.

이러한 광범위한 위치 파악은 RNA를 주역으로하는 세포 과정의 일부가 핵에 위치하고 다른 것들은 세포질에서 일어난다는 사실에 달려있다.

DNA와의 비교

진핵 생물 (따라서 인간 DNA)의 DNA는 세포핵 내에 만 존재합니다.

개요

RNA 합성 과정은 RNA 중합 효소 (NB : 효소는 단백질)라고 불리는 세포 내 효소 ( 세포 내부에 위치)를 기반으로합니다.

세포의 RNA 중합 효소는 동일한 세포의 핵 내부에있는 DNA를 곰팡이 처럼 사용하여 RNA를 만듭니다.

다른 말로하면, DNA를 RNA로 다시 가져 오는 것을 복사 하는 일종의 복사기 입니다.

또한, RNA 중합 효소에 의한이 RNA 합성 과정은 전사 의 과학적 이름을 취합니다.

인간과 같은 진핵 생물 은 RNA 중합 효소 I, RNA 중합 효소 II 및 RNA 중합 효소 III의 3 가지 종류의 RNA 중합 효소를 가지고있다.

RNA 중합 효소의 각 부류는 독자가 다음 장에서 확인할 수 있듯이 세포 생명의 맥락에서 다른 생물학적 역할을하는 특정 유형의 RNA를 생성합니다.

폴리 메라 이제 RNA의 작용 원리

RNA 중합 효소는 다음을 할 수 있습니다.

• DNA에서 전사를 시작할 위치를 인식하고,
• DNA에 바인딩,
• DNA의 두 폴리 뉴클레오티드 가닥 (질소 염기 사이의 수소 결합에 의해 결합되어 있음)을 분리하여 한 가닥에서만 작용하도록
• RNA 전 사체의 합성을 시작하십시오.

이 단계는 RNA 중합 효소가 전사 과정을 수행 할 때마다 일어납니다. 그러므로, 그들은 모두 의무 단계입니다.

RNA 중합 효소 는 5 ' → 3'방향으로 RNA 분자를 합성합니다. RNA 분자에 리보 뉴클레오타이드를 첨가 하면 3 ' → 5'방향으로 곰팡이 DNA 가닥 으로 이동한다 .

RNA 트랜 스펙트의 변형

전사 후, RNA는 양 말단에서 일부 뉴클레오타이드 서열의 추가, 이른바 인트론 ( 스 플라이 싱으로 알려진 과정)의 상실 등 몇 가지 변형을 거친다.

따라서, 원래의 DNA 절편과 관련하여, 생성 된 RNA는 폴리 뉴클레오티드 사슬의 길이와 관련하여 약간의 차이가있다 (일반적으로 더 짧다).

유형

여러 종류의 RNA가 있습니다.

가장 잘 알려져 있고 연구 된 것들은 다음과 같습니다 : 수송 RNA (또는 전달 RNA 또는 tRNA ), 전령 RNA (또는 RNA 메신저 또는 mRNA ), 리보솜 RNA (또는 리보솜 RNA 또는 rRNA ) 및 작은 핵 RNA 작은 핵 RNA 또는 snRNA ).

tRNA, mRNA, rRNA 및 snRNA는 모두 공통적 인 목표를 실현하는데 기여합니다. 즉, DNA에 존재하는 뉴클레오타이드 서열에서 출발하는 단백질 합성 입니다.

RNA의 다른 유형은 아직도 정지한다

진핵 세포의 세포에서 연구진은 위에서 언급 한 4 가지 이외에 다른 유형의 RNA를 발견했다. 예 :

• 마이크로 RNA (또는 miRNA )는 길이가 20 개보다 약간 긴 필라멘트이며,
• 리보 자임 을 구성하는 RNA. 리보 자임은 효소와 같은 촉매 활성을 갖는 RNA 분자입니다.

miRNA와 리보 자임 또한 tRNA, mRNA 등과 같이 단백질 합성 과정에 참여합니다.

기능

RNA는 DNA와 단백질, 즉 분자 단위가 아미노산 인 긴 생체 고분자 사이의 통로 의 생물학적 거대 분자를 나타냅니다.

RNA는 DNA의 뉴클레오타이드 부분 (소위 유전자)을 단백질의 아미노산으로 번역 할 수 있기 때문에 유전 정보 사전 과 비슷합니다.

RNA가 다루는 기능적 역할에 대한 가장 빈번한 설명 중 하나는 "RNA는 유전자의 암호 해독, 조절 및 발현에 관여하는 핵산"입니다.

RNA는 분자 생물학의 소위 중심 도그마의 3 가지 핵심 요소 중 하나이다. "RNA는 DNA에서 유래한다. 차례로 단백질이 유래한다"( DNA → RNA → 단백질 ).

번역 및 번역

간단히 말하자면 전사는 일련의 세포 반응으로 RNA 분자가 DNA에서 시작하여 형성됩니다.

반면에 번역 은 전사 과정에서 생성 된 RNA 분자에서 시작하여 단백질 생산으로 끝나는 일련의 세포 과정입니다.

생물 학자와 유전 학자들은 뉴클레오타이드의 언어에서 우리가 아미노산의 언어로 전달하기 때문에 "번역"이라는 용어를 만들어 냈습니다.

종류와 기능

전사와 번역 과정은 앞서 언급 한 ANN (tRNA, mRNA 등)의 모든 유형을 주인공으로 간주합니다.

• mRNA는 단백질을 암호화하는 RNA 분자 입니다. 즉, mRNA는 뉴클레오타이드를 단백질 아미노산으로 번역하는 과정 전에 단백질입니다.

  mRNA는 전사 후 몇 가지 변형을 거친다.

• TRNA는 비 암호화 RNA 분자 이지만 단백질 형성에 여전히 필수적입니다. 실제로 이들은 mRNA 분자가보고하는 것을 해독하는 데 중요한 역할을합니다.

  "수송 RNA"라는 이름은이 ANN이 아미노산을 가지고 있다는 사실에서 유래합니다. 보다 정확하게 말하면, 각 아미노산은 특정 tRNA에 상응한다.

  TRNA는 그 서열의 3 개의 특정 뉴클레오타이드를 통해 mRNA와 상호 작용한다.

• rRNA는 리보솜을 형성하는 RNA 분자입니다 . 리보솜은 복잡한 세포 구조로, mRNA를 따라 움직여서 단백질의 아미노산을 결합시킵니다.

  일반적인 리보솜은 그 안에 tRNA를 수용 할 수 있고 mRNA와 만나게 할 수있는 몇 개의 사이트를 가지고있다. 위에서 언급 한 세 개의 특정 뉴클레오타이드가 전령 RNA와 상호 작용하는 것은 여기에 있습니다.

• SnRNA 는 mRNA 의 인트론 스 플라이 싱 과정에 참여하는 RNA 분자입니다 . 인트론은 비 코딩 mRNA의 짧은 부분으로, 단백질 합성 목적에는 쓸모가 없습니다.
• 리보 자임은 필요한 경우 리보 뉴클레오티드 필라멘트 절단 을 촉매하는 RNA 분자입니다.

그림 : mRNA 번역.