El ARN es una molécula en cadena formada por la condensación de ribonucleótidos y enlaces fosfato. Las moléculas de ribonucleótidos están compuestas de fosfato, ribosa y bases. El ARN tiene cuatro bases principales: A adenina, G guanina, C citosina y U uracilo. Entre ellos, el U-uracilo reemplazó a la T-timina en el ADN y se convirtió en la base característica del ARN. Si el ARNm es el modelo para la síntesis de proteínas, entonces los ribosomas son las fábricas para la síntesis de proteínas. Sin embargo, existe una falta de afinidad específica entre los 20 aminoácidos, los componentes básicos de la síntesis de proteínas y las bases del ARNm. Por lo tanto, se debe utilizar un tipo especial de ARN, el ARN de transferrina (ARNt), para transportar aminoácidos al ribosoma. El ARNt puede conectar con precisión los aminoácidos transportados por el ARNm para formar una cadena polipeptídica de acuerdo con el código genético. Cada aminoácido puede unirse a entre 1 y 4 ARNt y se conocen más de 40 ARNt.
El ARNt es el ARN más pequeño, con un peso molecular medio de unos 27.000 (25.000-30.000) y compuesto por 70 a 90 nucleótidos. Y tiene las características de bases raras. Además de pseudouridina y nucleósidos de hipoxantina, se trata principalmente de purinas y pirimidinas metiladas. Estas bases raras generalmente se crean mediante modificaciones especiales después de la transcripción.
Desde 1969, se han estudiado las estructuras de más de una docena de ARNt de levadura, E. coli, trigo, ratones y otros organismos, demostrando que sus secuencias de bases pueden plegarse en estructuras secundarias en forma de trébol. (Figura 3-23), y todos tienen las siguientes * * * características:
① Hay g (principalmente) o c en el extremo 5'.
②El extremo de 3' termina en orden ACC.
③Hay un anillo rico en guanina.
④ En la parte superior de este bucle hay un anillo anticodón con tres bases expuestas, llamados anticodones. Los anticodones pueden emparejarse con codones complementarios en la cadena de ARNm.
⑤Hay un anillo de timina. El ARN (ARN ribosomal (ARNr)) es el componente principal de los ribosomas, que son las fábricas que sintetizan proteínas. En E. coli, el ARNr representa el 75% -85% del ARN total de la célula, mientras que el ARNt representa el 15%. La cantidad de ARNm es solo del 3% al 5%.
Generalmente, el ARNr se combina con las proteínas ribosómicas para formar ribosomas. Si se elimina el ARNr del ribosoma, la estructura del ribosoma colapsará. contiene tres ARNr: 5S, 16S y 23S.
s es el coeficiente de sedimentación. Cuando la velocidad de sedimentación de una partícula se mide mediante ultracentrifugación, la velocidad es proporcional al tamaño y diámetro de la partícula. , 16S contiene 1540 nucleótidos y 23S contiene 2900 nucleótidos. Hay cuatro tipos de ARNr en eucariotas. Sus tamaños moleculares son 5S, 5,8S, 18S y 28S, que son aproximadamente 120 y 160, 1900 y 4700 nucleótidos. monocatenario y contiene cantidades variables de A y U, G y C, pero tiene una extensa región bicatenaria donde las bases están conectadas por enlaces de hidrógeno en forma de horquillas.
La función de hélice. El ARNr en la síntesis de proteínas no se comprende completamente, pero existe una secuencia de nucleótidos en el extremo 3' de 16S que es complementaria a la secuencia líder del ARNm, lo que puede ayudar a la unión del ARNm a los ribosomas. Los microARN (miARN) son un tipo de. ARN endógeno no codificante con funciones reguladoras que se encuentra en eucariotas, con un tamaño de aproximadamente 20 a 25 nucleótidos. Los miARN maduros se forman a partir de transcripciones primarias largas a través de una serie de nucleasas. Se generan después del proceso de corte y luego se ensamblan en un ARN. complejo silenciador inducido, que reconoce el ARNm objetivo a través del emparejamiento complementario de bases y dirige el complejo silenciador para degradar el ARNm objetivo o inhibir la traducción del ARNm objetivo según diferentes grados de complementariedad. variedad de vías reguladoras, incluido el desarrollo, la defensa viral, el proceso hematopoyético, la formación de órganos, la proliferación y apoptosis celular, el metabolismo de las grasas, etc.
Además del ARN principal mencionado anteriormente, existen algunos otros ARN: (ARN pequeño)
Existen en el núcleo y citoplasma de los eucariotas, con una longitud de 100 a 300 bases (la más larga en levadura es de unas 1000 bases). Muchas células pueden contener entre 105 y 106 moléculas de ARN, mientras que algunas no pueden detectarse directamente. Son sintetizados por la ARN polimerasa II o la ARN polimerasa III, y algunos de ellos pueden estar protegidos como ARNm.
Hay dos tipos principales de ARN pequeño: uno es el snRNA (pequeño ARN nuclear), que existe en el núcleo; el otro es el scRNA (pequeño ARN citoplasmático), que existe en el citoplasma.
El ARN pequeño suele formar complejos con proteínas y juega un papel importante en las actividades vitales de las células.
①ARN pequeño:
Es el principal componente del empalme del ARN en el procesamiento postranscripcional en eucariotas. En los mamíferos se encuentran cinco tipos de ARNsn, con una longitud de aproximadamente 100 a 215 nucleótidos. El ARNn siempre existe en el núcleo, formando un espliceosoma de ARN con aproximadamente 40 proteínas nucleares y desempeña un papel importante en el procesamiento postranscripcional del ARN. Algunos snRNP están estrechamente relacionados con el empalme y son complementarios de los sitios de empalme y las secuencias de rama donantes y aceptores, respectivamente.
Entre ellos, el snRNA situado en el nucléolo se denomina ARN nucleosomal pequeño, que interviene en el procesamiento de los precursores del rRNA y en el ensamblaje de las subunidades de los ribosomas.
②Ácido ribonucleico pequeño:
El ARN citoplasmático pequeño (SCRNA) se localiza principalmente en el citoplasma. Hay muchos tipos y participa en la síntesis y transporte de proteínas. Las partículas SRP son partículas de ribonucleoproteína compuestas por un 7SRNA y seis proteínas. Su función principal es reconocer péptidos señal y guiar a los ribosomas hacia el retículo endoplásmico. ARN (ARN antisentido, participa en la regulación de la expresión genética.
Las moléculas de ARN anteriores son todas productos de la transcripción. El ARNm eventualmente se traduce en proteína, mientras que el ARNr, el ARNt y el ARNsn no transportan información traducida a proteína Los productos finales son todos ARN. También existe un tipo especial de ARN (su clasificación no tiene nada que ver con la clasificación de ARN mencionada anteriormente): la ribozima es un término utilizado para describir el ARN con actividad catalítica, es decir, química. En esencia, el ácido ribonucleico (ARN) tiene la función catalítica de una enzima. Los sustratos de las ribozimas pueden ser moléculas diferentes, y algunos sustratos son solo partes de la misma molécula de ARN. Algunas ribozimas pueden escindir el ARN y otras pueden escindir el ARN. pueden escindir el ADN y algunas tienen ARN ligasa, fosfatasa y otras actividades. En comparación con las proteasas, las ribozimas son enzimas catalíticas primitivas con menor eficiencia catalítica.
La mayoría de las ribozimas participan en la hidrólisis de los enlaces fosfato y fosfodiéster. proceso de autoescisión y procesamiento del ARN, y también es específico e incluso tiene un valor de Km.
Este descubrimiento fue realizado por científicos en E. coli. La parte del ARN (MIRNA) tiene actividad enzimática en condiciones altas. Condiciones de concentración de iones de magnesio in vitro El ARN no codificante (ácido ribonucleico), un nuevo tipo de materia oscura en la vida, se llama "materia oscura" en la vida. El profesor Shan Ge de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China descubrió un nuevo tipo. de ARN circular no codificante y reveló la función y el mecanismo de este tipo de ARN no codificante. Los resultados fueron publicados en la revista de renombre internacional "Nature·Structure·Molecular Biology". codifican proteínas pero desempeñan un papel regulador en las células.
Al igual que hay muchas "materia oscura" y "energía oscura" en el universo que no se pueden ver ni sentir. "materia oscura" en el "pequeño universo" de la vida: el ARN no codificante.
Cada vez hay más pruebas que demuestran que la aparición y el desarrollo de una serie de enfermedades importantes están relacionados. Está relacionado con el desequilibrio de Regulación del ARN no codificante.
Las moléculas de ARN circulares solo han atraído la atención de los investigadores en los últimos años, y las investigaciones anteriores se centraron principalmente en las moléculas de ARN lineales descubiertas en el laboratorio del profesor Shan Ge. El ARN codificante se denominó ARN circular exón-intrón. En el artículo, también estudiaron por qué este nuevo tipo de ARN circular no codificante se convirtió en una molécula circular en lugar de una molécula lineal, y descubrieron que el círculo es un ARN circular no codificante. A menudo hay repeticiones complementarias en ambos extremos de la secuencia.