Është kjo fazë që dallon zbatimin e informacionit gjenetik të disponueshëm në qeliza si eukariotët dhe prokariotët.
Interpretimi i këtij koncepti
Përkthyer nga anglishtja, ky term do të thotë "përpunim, përpunim". Përpunimi është procesi i formimit të molekulave të pjekura të acidit ribonukleik nga pre-ARN. Me fjalë të tjera, ky është një grup reaksionesh që çojnë në transformimin e produkteve parësore të transkriptimit (pre-ARN të llojeve të ndryshme) në molekula tashmë funksionale.
Sa i përket përpunimit të r- dhe tARN-së, më së shpeshti bëhet fjalë për prerjen e fragmenteve të tepërta nga skajet e molekulave. Nëse flasim për mARN, atëherë këtu mund të vërehet se tek eukariotët ky proces vazhdon në shumë faza.
Pra, pasi kemi mësuar tashmë se përpunimi është shndërrimi i një transkripti parësor në një molekulë të pjekur të ARN-së, ia vlen të kalojmë në shqyrtimin e veçorive të saj.
Veçoritë kryesore të konceptit në shqyrtim
Kjo përfshin sa vijon:
- modifikimi i të dy skajeve të molekulës dhe ARN-së, gjatë së cilës sekuenca specifike nukleotide u ngjiten atyre, duke treguar vendin e fillimit(fundi i) transmetimit;
- splicing - prerja e sekuencave jo-informative të acidit ribonukleik që korrespondojnë me intronet e ADN-së.
Sa për prokariotët, mARN e tyre nuk i nënshtrohet përpunimit. Ka aftësinë për të punuar menjëherë pas përfundimit të sintezës.
Ku zhvillohet procesi në fjalë?
Në çdo organizëm, përpunimi i ARN-së ndodh në bërthamë. Ajo kryhet me anë të enzimave të veçanta (grupi i tyre) për çdo lloj molekule individuale. Produktet e përkthimit si polipeptidet që lexohen drejtpërdrejt nga mARN mund të përpunohen gjithashtu. Të ashtuquajturat molekula pararendëse të shumicës së proteinave - kolagjeni, imunoglobulinat, enzimat tretëse, disa hormone - i nënshtrohen këtyre ndryshimeve, pas të cilave fillon funksionimi i tyre real në trup.
Ne kemi mësuar tashmë se përpunimi është procesi i formimit të ARN-së së pjekur nga para-ARN. Tani ia vlen të thellohemi në natyrën e vetë acidit ribonukleik.
ARN: natyra kimike
Ky është një acid ribonukleik, i cili është një kopolimer i ribonukleitideve pirimidine dhe purine, të cilat janë të lidhura me njëri-tjetrin, ashtu si në ADN, me ura 3' - 5'-fosfodiester.
Pavarësisht faktit se këto 2 lloje molekulash janë të ngjashme, ato ndryshojnë në disa mënyra.
Veçoritë dalluese të ARN dhe ADN
Së pari, acidi ribonukleik ka një mbetje karboni, ndaj të cilit pirimidina dhe purinabazat, grupet fosfate - ribozë, ndërsa ADN-ja ka 2'-deoksiribozë.
Së dyti, përbërësit e pirimidinës gjithashtu ndryshojnë. Përbërës të ngjashëm janë nukleotidet e adeninës, citozinës, guaninës. ARN përmban uracil në vend të timinës.
Së treti, ARN ka një strukturë 1-vargeshe, ndërsa ADN-ja është një molekulë me 2 fije. Por vargu i acidit ribonukleik përmban rajone me polaritet të kundërt (sekuencë plotësuese) që lejojnë fijen e vetme të saj të paloset dhe të formojë "shtrembër flokësh" - struktura të pajisura me karakteristika me 2 fije (siç tregohet në figurën e mësipërme).
Së katërti, për shkak të faktit se ARN është një varg i vetëm që është plotësues i vetëm njërës prej vargjeve të ADN-së, guanina nuk duhet të jetë e pranishme në të në të njëjtën përmbajtje si citozina dhe adenina si uracili.
Së pesti, ARN mund të hidrolizohet me alkali në diesterë 2', 3'-ciklikë të mononukleotideve. Roli i një produkti të ndërmjetëm në hidrolizë luhet nga 2', 3', 5-triester, i cili nuk është në gjendje të formohet gjatë një procesi të ngjashëm për ADN-në për shkak të mungesës së grupeve 2'-hidroksil në të. Krahasuar me ADN-në, qëndrueshmëria alkaline e acidit ribonukleik është një veti e dobishme për qëllime diagnostikuese dhe analitike.
Informacioni i përmbajtur në ARN 1-vargësh zakonisht realizohet si një sekuencë e bazave pirimidine dhe purine, me fjalë të tjera, në formën e strukturës parësore të zinxhirit polimer.
Kjo sekuencëkomplementare me zinxhirin gjenik (kodues) nga i cili “lexohet” ARN. Për shkak të kësaj vetie, një molekulë e acidit ribonukleik mund të lidhet në mënyrë specifike me një varg kodues, por nuk është në gjendje ta bëjë këtë me një varg ADN-je jo-koduese. Sekuenca e ARN-së, me përjashtim të zëvendësimit të T me U, është e ngjashme me atë të vargut jokodikues të gjenit.
Llojet e ARN
Pothuajse të gjithë janë të përfshirë në një proces të tillë si biosinteza e proteinave. Njihen llojet e mëposhtme të ARN-së:
- Matrica (mRNA). Këto janë molekula citoplazmike të acidit ribonukleik që veprojnë si shabllone për sintezën e proteinave.
- Ribozomale (rARN). Kjo është një molekulë e ARN-së citoplazmike që vepron si përbërës strukturorë si ribozomet (organelet e përfshira në sintezën e proteinave).
- Transport (tRNA). Këto janë molekula të transportit të acideve ribonukleike që marrin pjesë në përkthimin (përkthimin) e informacionit të mRNA në një sekuencë aminoacide tashmë në proteina.
Një pjesë e rëndësishme e ARN-së në formën e transkripteve të para, të cilat formohen në qelizat eukariote, duke përfshirë qelizat e gjitarëve, i nënshtrohen procesit të degradimit në bërthamë dhe nuk luan një rol informues ose strukturor në citoplazmë.
Në qelizat njerëzore (të kultivuara) u gjet një klasë e acideve të vogla bërthamore ribonukleike, të cilat nuk janë të përfshira drejtpërdrejt në sintezën e proteinave, por ndikojnë në përpunimin e ARN-së, si dhe në "arkitekturën" e përgjithshme qelizore. Madhësitë e tyre ndryshojnë, ato përmbajnë 90 - 300 nukleotide.
Acidi ribonukleik është materiali kryesor gjenetik nënjë sërë virusesh bimore dhe shtazore. Disa viruse ARN nuk kalojnë kurrë përmes transkriptimit të kundërt të ARN-së në ADN. Por megjithatë, shumë viruse shtazore, për shembull, retroviruset, karakterizohen nga përkthimi i kundërt i gjenomit të tyre të ARN-së, i drejtuar nga transkriptaza e kundërt e varur nga ARN (polimeraza e ADN-së) me formimin e një kopjeje të ADN-së me 2 fije. Në shumicën e rasteve, transkripti i ADN-së me 2 zinxhirë futet në gjenom, duke siguruar më tej shprehjen e gjeneve virale dhe prodhimin e kopjeve të reja të gjenomave të ARN-së (gjithashtu virale).
Modifikimet pas transkriptimit të acidit ribonukleik
Molekulat e tij të sintetizuara me ARN polimeraza janë gjithmonë funksionalisht joaktive dhe veprojnë si prekursorë, përkatësisht para-ARN. Ato transformohen në molekula tashmë të pjekura vetëm pasi të kenë kaluar modifikimet e duhura post-transkriptuese të ARN-së - fazat e maturimit të saj.
Formimi i mARN-së së pjekur fillon gjatë sintezës së ARN-së dhe polimerazës II në fazën e zgjatjes. Tashmë në skajin 5' të vargut të ARN-së në rritje gradualisht është ngjitur nga fundi 5' i GTP, pastaj ortofosfati shkëputet. Më tej, guanina metilohet me pamjen e 7-metil-GTP. Një grup i tillë i veçantë, i cili është pjesë e mARN-së, quhet "kapelë" (kapelë ose kapak).
Në varësi të llojit të ARN (ribozomale, transportues, shabllon, etj.), prekursorët i nënshtrohen modifikimeve të ndryshme vijuese. Për shembull, prekursorët e mARN-së i nënshtrohen bashkimit, metilimit, mbulimit, poliadenilimit dhe ndonjëherë edhe redaktimit.
Eukariotët: gjithsejveçori
Qeliza eukariote është domeni i organizmave të gjallë dhe përmban bërthamën. Përveç baktereve, arkeave, çdo organizëm është bërthamor. Bimët, kërpudhat, kafshët, duke përfshirë grupin e organizmave të quajtur protists, janë të gjithë organizma eukariote. Ato janë të dyja 1-qelizore dhe shumëqelizore, por të gjitha kanë një plan të përbashkët të strukturës qelizore. Në përgjithësi pranohet se këta organizma, kaq të ndryshëm, kanë të njëjtën origjinë, prandaj grupi bërthamor perceptohet si një takson monofiletik i rangut më të lartë.
Bazuar në hipotezat e zakonshme, eukariotët lindën 1.5 - 2 miliardë vjet më parë. Një rol të rëndësishëm në evolucionin e tyre i jepet simbiogjenezës - simbiozës së një qelize eukariotike që kishte një bërthamë të aftë për fagocitozë dhe bakteret e gëlltitura prej saj - pararendësit e plastideve dhe mitokondrive.
Prokariotët: karakteristikat e përgjithshme
Këta janë organizma të gjallë 1-qelizorë që nuk kanë një bërthamë (të formuar), pjesa tjetër e organeleve të membranës (të brendshme). E vetmja molekulë e madhe rrethore e ADN-së me 2 fije që përmban pjesën më të madhe të materialit gjenetik qelizor është ajo që nuk formon një kompleks me proteinat e histonit.
Prokariotët përfshijnë arkeat dhe bakteret, duke përfshirë cianobakteret. Pasardhësit e qelizave jo bërthamore - organelet eukariote - plastidet, mitokondritë. Ato ndahen në 2 takson brenda renditjes së domenit: Archaea dhe Bacteria.
Këto qeliza nuk kanë një mbështjellës bërthamor, paketimi i ADN-së ndodh pa përfshirjen e histoneve. Lloji i të ushqyerit të tyre është osmotrofik dhe materiali gjenetikpërfaqësohet nga një molekulë e ADN-së, e cila është e mbyllur në një unazë, dhe ka vetëm 1 replikon. Prokariotët kanë organele që kanë një strukturë membranore.
Dallimi midis eukariotëve dhe prokariotëve
Veçoria themelore e qelizave eukariote lidhet me praninë e një aparati gjenetik në to, i cili ndodhet në bërthamë, ku mbrohet nga një guaskë. ADN-ja e tyre është lineare, e lidhur me proteinat histonike, proteina të tjera kromozomale që mungojnë te bakteret. Si rregull, 2 faza bërthamore janë të pranishme në ciklin e tyre jetësor. Njëra ka një grup haploid kromozomesh, dhe më pas duke u bashkuar, 2 qeliza haploide formojnë një qelizë diploide, e cila tashmë përmban grupin e dytë të kromozomeve. Ndodh gjithashtu që gjatë ndarjes së mëvonshme, qeliza të bëhet përsëri haploide. Ky lloj cikli jetësor, si dhe diploidia në përgjithësi, nuk është karakteristikë për prokariotët.
Dallimi më interesant është prania e organeleve të veçanta në eukariotët, të cilët kanë aparatin e tyre gjenetik dhe riprodhohen me ndarje. Këto struktura janë të rrethuara nga një membranë. Këto organele janë plastide dhe mitokondri. Për sa i përket aktivitetit jetësor dhe strukturës, ato janë çuditërisht të ngjashme me bakteret. Kjo rrethanë i shtyu shkencëtarët të mendojnë se ata janë pasardhës të organizmave bakterialë që hynë në simbiozë me eukariotët.
Prokariotët kanë pak organele, asnjëra prej të cilave nuk është e rrethuar nga një membranë e dytë. Atyre u mungon retikulumi endoplazmatik, aparati Golgi dhe lizozomet.
Një tjetër ndryshim i rëndësishëm midis eukariotëve dhe prokariotëve është prania e fenomenit të endocitozës tek eukariotët, duke përfshirë fagocitozën nëshumica e grupeve. Kjo e fundit është aftësia për të kapur me anë të mbylljes në një flluskë membranore, dhe më pas për të tretur grimca të ndryshme të ngurta. Ky proces siguron funksionin më të rëndësishëm mbrojtës në trup. Shfaqja e fagocitozës me sa duket është për shkak të faktit se qelizat e tyre janë me madhësi mesatare. Organizmat prokariote, nga ana tjetër, janë në mënyrë të pakrahasueshme më të vogla, kjo është arsyeja pse gjatë evolucionit të eukariotëve, lindi nevoja e lidhur me furnizimin e qelizës me një sasi të konsiderueshme ushqimi. Si rezultat, grabitqarët e parë të lëvizshëm u shfaqën mes tyre.
Përpunimi si një nga hapat në biosintezën e proteinave
Ky është hapi i dytë që fillon pas transkriptimit. Përpunimi i proteinave ndodh vetëm tek eukariotët. Ky është maturimi i mRNA. Për të qenë të saktë, kjo është heqja e rajoneve që nuk kodojnë për një proteinë dhe shtimi i kontrolleve.
Përfundim
Ky artikull përshkruan se çfarë është përpunimi (biologjia). Ai gjithashtu tregon se çfarë është ARN, rendit llojet e saj dhe modifikimet pas transkriptimit. Janë marrë parasysh tiparet dalluese të eukariotëve dhe prokariotëve.
Më në fund, vlen të kujtojmë se përpunimi është procesi i formimit të ARN-së së pjekur nga para-ARN.
