Ribonukleinsyre

Ribonukleinsyre
Kort navn/titel RNA
 Mediefiler på Wikimedia Commons

Ribonukleinsyre ( RNA ) er et af de tre hovedmakromolekyler (de to andre er DNA og proteiner ), der findes i cellerne i alle levende organismer og spiller en vigtig rolle i kodning, læsning, regulering og ekspression af gener .

Ligesom DNA (deoxyribonukleinsyre) består RNA af en lang kæde, hvor hvert led kaldes et nukleotid . Hvert nukleotid består af en nitrogenholdig base , et ribosesukker og en fosfatgruppe . Nukleotidsekvensen gør det muligt for RNA at kode for genetisk information . Alle cellulære organismer bruger RNA ( mRNA ) til at programmere proteinsyntese.

Cellulært RNA dannes under en proces kaldet transkription , det vil sige syntesen af ​​RNA på en DNA-skabelon, udført af specielle enzymer - RNA-polymeraser . Messenger-RNA'er (mRNA'er) deltager derefter i en proces kaldet translation . Translation er syntesen af ​​et protein på en mRNA-skabelon med deltagelse af ribosomer . Andre RNA'er gennemgår kemiske modifikationer efter transkription, og efter dannelsen af ​​sekundære og tertiære strukturer udfører de funktioner, der afhænger af typen af ​​RNA.

Enkeltstrengede RNA'er er karakteriseret ved en række rumlige strukturer, hvor nogle af nukleotiderne i den samme kæde er parret med hinanden. Nogle højt strukturerede RNA'er er involveret i celleproteinsyntese, for eksempel tjener transfer-RNA'er til at genkende kodoner og levere de tilsvarende aminosyrer til stedet for proteinsyntese, mens ribosomale RNA'er tjener som den strukturelle og katalytiske basis for ribosomer.

Men funktionerne af RNA i moderne celler er ikke begrænset til deres rolle i translation. Små nukleare RNA'er er således involveret i splejsningen af ​​eukaryote messenger-RNA'er og andre processer.

Ud over det faktum, at RNA-molekyler er en del af nogle enzymer (for eksempel telomerase ), har individuelle RNA'er deres egen enzymaktivitet : evnen til at lave brud i andre RNA-molekyler eller omvendt "lime" to RNA-fragmenter. Sådanne RNA'er kaldes ribozymer .

Genomerne af en række vira består af RNA, det vil sige, at det i dem spiller den rolle, som DNA spiller i højere organismer. På baggrund af mangfoldigheden af ​​RNA-funktioner i cellen blev der fremsat en hypotese, hvorefter RNA er det første molekyle, der var i stand til selvreplikation i præbiologiske systemer.

Studiehistorie

Nukleinsyrer blev opdaget i 1868 af den schweiziske videnskabsmand Johann Friedrich Miescher , som kaldte disse stoffer "nuklein", fordi de blev fundet i kernen ( latinsk  nucleus ) [1] . Det blev senere opdaget, at bakterieceller , der mangler en kerne, også indeholder nukleinsyrer. Betydningen af ​​RNA i proteinsyntese blev foreslået i 1939 af Thorbjörn Oskar Kaspersson , Jean Brachet og Jack Schulz [2] . Gerard Mairbucks isolerede det første messenger-RNA , der koder for kaninhæmoglobin og viste, at når det introduceres i oocytter , dannes det samme protein [3] . I 1956-1957 udførte A. Belozersky , A. Spirin , E. Volkin, L. Astrakhan arbejde for at bestemme sammensætningen af ​​RNA-celler, hvilket førte til den konklusion, at hovedparten af ​​RNA i cellen er ribosomalt RNA [4] . Severo Ochoa modtog Nobelprisen i medicin i 1959 for at opdage mekanismen bag RNA-syntese [5] .

I 1961 opdagede de sovjetiske videnskabsmænd G.P. Georgiev og V.L. Mantyeva nuklear RNA i kernerne af dyreceller, hvorfra messenger RNA dannes [6] . I oktober 1961 blev videnskabelig opdagelse nr. 145 "Fænomenet med syntesen af ​​DRNA (ribonukleinsyre af en ny klasse) i cellekernerne af højere organismer" registreret [7] . De etablerede et hidtil ukendt fænomen med dannelsen i cellekernerne af højere organismer af en ny klasse af ribonukleinsyre - nukleært dRNA (RNA med en DNA-lignende nukleotidsammensætning), som er en højmolekylær forløber for messenger-RNA, som bærer genetisk information til syntese af cellulære proteiner.

Sekvensen af ​​77 nukleotider af et af tRNA'erne fra gæren S. cerevisiae blev bestemt i 1965 i Robert Holleys laboratorium , for hvilket han modtog Nobelprisen i medicin i 1968 [8] . I 1967 foreslog Carl Woese , at RNA'er har katalytiske egenskaber. Han fremsatte den såkaldte RNA-verdenshypotese , hvor RNA fra proto-organismer fungerede både som et informationslagermolekyle (nu udføres denne rolle hovedsageligt af DNA ) og et molekyle, der katalyserede metaboliske reaktioner (nu enzymer gør dette hovedsageligt ) [9] . I 1976 identificerede Walter Faers og hans gruppe ved universitetet i Gent i Belgien den første genomsekvens for et RNA-virus , bakteriofag MS2 [10] . I begyndelsen af ​​1990'erne fandt man ud af, at introduktionen af ​​fremmede gener i plantegenomet fører til undertrykkelse af ekspressionen af ​​lignende plantegener [11] . Omkring samme tid blev RNA'er med en længde på omkring 22 baser, nu kaldet mikroRNA'er , vist at spille en regulerende rolle i ontogenien af ​​C. elegans nematoder [ 12] .

Navnets oprindelse

I slutningen af ​​1880'erne opnåede grundlæggeren af ​​sukkerkemi , Emil Fischer , sammen med sin unge kollega Oscar Piloty en hidtil ukendt syre fra arabonsyre, en isomer arabonsyre. Forfatterne, der kom med et navn til et nyt stof, "isomeriserede" først navnet på den originale arabonsyre og omarrangerede bogstaverne i den. Det kom "raabonic", men de kunne ikke lide, hvordan det lød, så de ændrede aa til og . Ribonsyre blev opnået , hvorfra ribose blev opnået ved reduktion . Og hun har allerede givet navn til sådanne forbindelser som ribonukleinsyre (RNA) og deoxyribonukleinsyre (DNA) , ribosom , ribulosemonosaccharid , ribitolalkohol , ribonukleaseenzym osv . [13][ side ikke specificeret 1471 dage ]

Kemisk sammensætning og modifikationer af monomerer

RNA- nukleotider består af en sukker  - ribose , hvortil en af ​​baserne er knyttet i position 1': adenin , guanin , cytosin eller uracil . Fosfatgruppen binder riboser til en kæde og danner bindinger ved 3'-carbonatomet i en ribose og i 5'-positionen af ​​en anden. Fosfatgrupper ved fysiologisk pH er negativt ladede, så RNA er en polyanion . RNA transskriberes som en polymer af fire baser ( adenin (A), guanin (G), uracil (U) og cytosin (C), men i "modent" RNA er der mange modificerede baser og sukkerarter [14] . der er omkring 100 forskellige typer modificerede nukleotider, hvoraf 2'-O-methylribose er den mest almindelige sukkermodifikation, og pseudouridin  er den mest almindelige modificerede base [15] .

I pseudouridin (Ψ) er bindingen mellem uracil og ribose ikke C-N, men C-C, dette nukleotid forekommer i forskellige positioner i RNA-molekyler. Især er pseudouridin vigtig for tRNA 's funktion [16] . En anden bemærkelsesværdig modificeret base er hypoxanthin , et deamineret adenin, hvis nukleosid kaldes inosin . Inosin spiller en vigtig rolle i at sikre degenerationen af ​​den genetiske kode .

Rollen af ​​mange andre modifikationer er ikke fuldt ud forstået, men i ribosomalt RNA er mange post- transkriptionelle modifikationer placeret i områder, der er vigtige for ribosomets funktion. For eksempel på et af de ribonukleotider, der er involveret i dannelsen af ​​en peptidbinding [17] .

Struktur

Nitrogenholdige baser i RNA kan danne hydrogenbindinger mellem cytosin og guanin, adenin og uracil og mellem guanin og uracil [18] . Andre interaktioner er dog også mulige, for eksempel kan flere adeniner danne en loop, eller en loop bestående af fire nukleotider, hvori der er et adenin-guanin basepar [19] .

Et vigtigt strukturelt træk ved RNA, der adskiller det fra DNA  , er tilstedeværelsen af ​​en hydroxylgruppe i 2'-positionen af ​​ribosen, hvilket gør det muligt for RNA-molekylet at eksistere i A snarere end B-konformationen, der oftest observeres i DNA [20] . A-formen har en dyb og smal større rille og en lav og bred mindre rille [21] . Den anden konsekvens af tilstedeværelsen af ​​en 2'-hydroxylgruppe er, at konformationelt plastiske, det vil sige ikke involveret i dannelsen af ​​en dobbelthelix, områder af RNA-molekylet kan kemisk angribe andre fosfatbindinger og spalte dem [22] .

Den "fungerende" form af et enkeltstrenget RNA-molekyle, ligesom proteiner , har ofte en tertiær struktur. Den tertiære struktur er dannet på basis af elementerne i den sekundære struktur, dannet ved hjælp af hydrogenbindinger inden for et molekyle. Der er flere typer af elementer i den sekundære struktur - stammeløkker, løkker og pseudoknoter [23] . På grund af det store antal mulige baseparringer er forudsigelsen af ​​den sekundære struktur af RNA en meget vanskeligere opgave end forudsigelsen af ​​den sekundære struktur af proteiner, men på nuværende tidspunkt findes der effektive programmer, for eksempel mfold [24] .

Et eksempel på afhængigheden af ​​RNA-molekylers funktion af deres sekundære struktur er de interne ribosomindgangssteder ( IRES ). IRES er en struktur i 5'-enden af ​​messenger-RNA'et, som sikrer vedhæftningen af ​​ribosomet, uden at den sædvanlige mekanisme til initiering af proteinsyntese, som kræver tilstedeværelsen af ​​en speciel modificeret base ( cap ) ved 5'-enden og protein initieringsfaktorer. Oprindeligt blev IRES fundet i virale RNA'er, men nu akkumuleres mere og mere bevis for, at cellulære mRNA'er også bruger en IRES-afhængig initieringsmekanisme under stress [25] .

Mange typer RNA, såsom rRNA og snRNA, fungerer i cellen som komplekser med proteiner, der associeres med RNA-molekyler efter deres syntese eller (i eukaryoter) eksporterer fra kernen til cytoplasmaet. Sådanne RNA-proteinkomplekser kaldes ribonukleoproteinkomplekser eller ribonukleoproteiner .

Sammenligning med DNA

Der er tre hovedforskelle mellem DNA og RNA:

  1. DNA indeholder sukkeret deoxyribose , RNA indeholder ribose , som har en ekstra hydroxylgruppe sammenlignet med deoxyribose . Denne gruppe øger sandsynligheden for hydrolyse af molekylet, det vil sige, at den reducerer stabiliteten af ​​RNA-molekylet.
  2. Den nitrogenholdige base, der er komplementær til adenin i RNA, er ikke thymin , som i DNA, men uracil  er den umethylerede form af thymin.
  3. DNA eksisterer i form af en dobbelt helix , der består af to separate molekyler. RNA-molekyler er i gennemsnit meget kortere og overvejende enkeltstrengede.

Strukturanalyse af biologisk aktive RNA-molekyler, herunder tRNA , rRNA , snRNA og andre molekyler, der ikke koder for proteiner, viste, at de ikke består af én lang helix, men af ​​talrige korte helixer placeret tæt på hinanden og danner noget, der ligner tertiær struktur af proteinet . Som et resultat kan RNA katalysere kemiske reaktioner, for eksempel består peptidyltransferasecentret af ribosomet, der er involveret i dannelsen af ​​peptidbindingen af ​​proteiner, udelukkende af RNA [26] [27] .

Syntese

Syntese af RNA i en levende celle udføres af en enzym- RNA-polymerase . I eukaryoter syntetiseres forskellige typer RNA af forskellige, specialiserede RNA-polymeraser. Generelt kan både DNA og et andet RNA-molekyle fungere som skabelon for RNA-syntese. For eksempel bruger poliovirus RNA-afhængig RNA-polymerase til at replikere deres RNA-genetiske materiale [28] . Men RNA-afhængig RNA-syntese, som tidligere blev anset for kun at være karakteristisk for vira, forekommer også i cellulære organismer, i processen med den såkaldte RNA-interferens [29] .

I både tilfælde af DNA-afhængig RNA-polymerase og RNA-afhængig RNA-polymerase er enzymet knyttet til en promotorsekvens . Den sekundære struktur af matrixmolekylet snoes af polymerasens helicaseaktivitet , som, når substratet bevæger sig i retningen fra 3'- til 5'-enden af ​​molekylet, syntetiserer RNA i retningen 5' → 3'. Transkriptionsterminatoren i modermolekylet bestemmer slutningen af ​​syntesen . Mange RNA-molekyler syntetiseres som precursor-molekyler, som udsættes for "redigering" - fjernelse af unødvendige dele ved hjælp af RNA-proteinkomplekser [30] .

I Escherichia coli er rRNA-gener f.eks. lokaliseret som en del af en enkelt operon (i rrnB er arrangementet som følger: 16S - tRNA Glu 2  - 23S -5S) læses som ét langt molekyle, som derefter spaltes i flere regioner med dannelse af præ-rRNA først og derefter modne rRNA-molekyler [31] . Processen med at ændre nukleotidsekvensen af ​​RNA efter syntese kaldes RNA-behandling eller -redigering.

Efter afslutning af transkription gennemgår RNA ofte modifikationer (se ovenfor), som afhænger af funktionen udført af dette molekyle. I eukaryoter inkluderer processen med "modning" af RNA, det vil sige dets forberedelse til proteinsyntese, ofte splejsning : fjernelse af ikke-kodende proteinsekvenser ( introner ) ved hjælp af spliceosom -ribonukleoproteinet . Derefter tilsættes et specielt modificeret nukleotid ( cap ) til 5'-enden af ​​det eukaryote pre- mRNA -molekyle , og flere adeniner tilsættes til 3'-enden , den såkaldte "polyA-hale" [30] .

Typer af RNA

Matrix (informations-) RNA  - RNA, der tjener som mellemled i overførslen af ​​information kodet i DNA til ribosomer , molekylære maskiner, der syntetiserer proteiner i en levende organisme. Den mRNA-kodende sekvens bestemmer aminosyresekvensen af ​​proteinets polypeptidkæde [32] . Langt de fleste RNA'er koder dog ikke for protein. Disse ikke-kodende RNA'er kan transskriberes fra individuelle gener (for eksempel ribosomalt RNA ) eller være afledt fra introner [33] . De klassiske, velundersøgte typer af ikke-kodende RNA'er er transfer-RNA'er ( tRNA'er ) og rRNA'er, der er involveret i translationsprocessen [34] . Der er også RNA-klasser, der er ansvarlige for genregulering, mRNA-behandling og andre roller. Derudover er der ikke-kodende RNA-molekyler, der kan katalysere kemiske reaktioner, såsom skæring og ligering af RNA-molekyler [35] . I analogi med proteiner, der kan katalysere kemiske reaktioner - enzymer ( enzymer ), kaldes katalytiske RNA-molekyler ribozymer .

Broadcasters

Information om aminosyresekvensen af ​​et protein er indeholdt i mRNA . Tre på hinanden følgende nukleotider ( codon ) svarer til én aminosyre. I eukaryote celler behandles den transskriberede mRNA-precursor eller præ-mRNA til modent mRNA. Bearbejdning involverer fjernelse af ikke-kodende proteinsekvenser ( introner ). Derefter eksporteres mRNA fra kernen til cytoplasmaet, hvor det forbindes af ribosomer, der translaterer mRNA ved hjælp af tRNA'er forbundet med aminosyrer.

I ikke-nukleare celler ( bakterier og archaea ) kan ribosomer binde sig til mRNA umiddelbart efter transkription af en sektion af RNA. I både eukaryoter og prokaryoter ender mRNA's livscyklus med dets kontrollerede ødelæggelse af ribonuklease -enzymer [32] .

Transport ( tRNA ) - lille, bestående af ca. 80 nukleotider , molekyler med en konservativ tertiær struktur. De bærer specifikke aminosyrer til stedet for peptidbindingssyntese i ribosomet. Hvert tRNA indeholder et aminosyrebindingssted og et antikodon til genkendelse og binding til mRNA-kodoner. Antikodonet danner hydrogenbindinger med codonet, som placerer tRNA'et i en position, der fremmer dannelsen af ​​en peptidbinding mellem den sidste aminosyre i det dannede peptid og aminosyren knyttet til tRNA'et [33] .

Ribosomalt RNA (rRNA) er den katalytiske komponent i ribosomer. Eukaryote ribosomer indeholder fire typer rRNA-molekyler: 18S , 5.8S , 28S og 5S . Tre af de fire typer rRNA syntetiseres i nukleolus . I cytoplasmaet kombineres ribosomale RNA'er med ribosomale proteiner for at danne et nukleoprotein kaldet ribosomet [32] . Ribosomet binder til mRNA'et og syntetiserer proteinet. rRNA tegner sig for op til 80 % af det RNA, der findes i cytoplasmaet af eukaryote celler [36] .

En usædvanlig type RNA, der fungerer som både tRNA og mRNA (tmRNA), findes i mange bakterier og plastider . Når ribosomet stopper på defekte mRNA'er uden stopkodoner , binder tmRNA et lille peptid, der leder proteinet til nedbrydning [37] .

Involveret i reguleringen af ​​gener

Der er fundet flere typer RNA i levende celler, som kan reducere graden af ​​genekspression, når de er komplementære til mRNA'et eller til selve genet. Mikro-RNA'er (21-22 nukleotider i længden) findes i eukaryoter og virker gennem mekanismen for RNA-interferens . I dette tilfælde kan komplekset af mikroRNA og enzymer føre til methylering af nukleotider i genpromotorens DNA , hvilket tjener som et signal til at reducere genets aktivitet. Når en anden type mRNA-regulering anvendes, nedbrydes komplementært miRNA [38] . Der er dog miRNA'er, der øger snarere end mindsker genekspression [39] . Små interfererende RNA'er ( siRNA'er , 20-25 nukleotider) dannes ofte som et resultat af spaltning af virale RNA'er, men der findes også endogene cellulære siRNA'er [40] . Små interfererende RNA'er virker også gennem RNA-interferens i mekanismer svarende til miRNA'er [41] . Såkaldte RNA'er er fundet i dyr, der interagerer med Piwi ( piRNA , 29-30 nukleotider), modvirker stigningen i antallet af kopier af transposoner i kønsceller og spiller en rolle i dannelsen af ​​kønsceller [42] [43] . Derudover kan piRNA'er nedarves epigenetisk gennem moderlinjen, hvilket overfører til afkom deres evne til at hæmme ekspressionen af ​​transposoner [44] .

Antisense RNA'er er vidt udbredt i bakterier, mange af dem undertrykker genekspression, men nogle aktiverer ekspression [45] . Antisense RNA'er virker ved at binde sig til mRNA, hvilket fører til dannelsen af ​​dobbeltstrengede RNA-molekyler, som nedbrydes af enzymer [46] . Eukaryoter har højmolekylære, mRNA-lignende RNA-molekyler, der ikke koder for proteiner. Disse molekyler regulerer også genekspression [47] . Et eksempel er Xist, som forbinder og inaktiverer et af de to X-kromosomer hos hunpattedyr [48] .

Ud over individuelle molekylers rolle i genregulering kan regulatoriske elementer dannes i 5'- og 3'-utranslaterede områder af mRNA. Disse elementer kan virke på egen hånd for at forhindre translationsinitiering, eller de kan vedhæfte proteiner såsom ferritin eller små molekyler såsom biotin [49] .

I RNA-behandling

Mange RNA'er deltager i modifikationen af ​​andre RNA'er. Introner udskæres fra præ-mRNA af spliceosomer , som udover proteiner indeholder flere små nukleære RNA'er (snRNA'er) [34] . Derudover kan introner katalysere deres egen excision [50] . RNA'et syntetiseret som et resultat af transkription kan også modificeres kemisk. I eukaryoter udføres kemiske modifikationer af RNA-nukleotider, såsom deres methylering, af små nukleare RNA'er (snRNA'er, 60-300 nukleotider). Denne type RNA er lokaliseret i nukleolus- og Cajal-legemerne [33] . Efter association af snRNA'er med enzymer, binder snRNA'er til mål-RNA'et ved baseparring mellem to molekyler, og enzymerne modificerer nukleotiderne i mål-RNA'et. Ribosomal- og transfer-RNA'er indeholder mange sådanne modifikationer, hvis specifikke position ofte bevares i løbet af evolutionen. snRNA'er og snRNA'er selv kan også modificeres [51] [52] . Guide RNA'er udfører processen med at redigere RNA i kinetoplasten  , en speciel sektion af mitokondrierne af kinetoplastide protister (for eksempel trypanosomer ).

RNA-genomer

Ligesom DNA kan RNA lagre information om biologiske processer. RNA kan bruges som genomet af vira og viruslignende partikler. RNA-genomer kan opdeles i dem, der ikke har et DNA-mellemstadium, og dem, der kopierer til en DNA-kopi og tilbage til RNA for at reproducere ( retrovira ).

RNA-vira

Mange vira, såsom influenzavirus , indeholder et all-RNA-genom på alle stadier. RNA er indeholdt i en normalt proteinkappe og replikeres af de RNA-afhængige RNA-polymeraser kodet i den. Virale RNA-genomer er opdelt i

Viroider  er en anden gruppe af patogener, der indeholder et RNA-genom og intet protein. De replikeres af RNA-polymeraser fra værtsorganismen [53] .

Retrovira og retrotransposoner

Andre vira har et RNA-genom i kun en af ​​faserne af livscyklussen. Virionerne af de såkaldte retrovira indeholder RNA-molekyler, som, når de trænger ind i værtscellerne, tjener som skabelon for syntesen af ​​en DNA-kopi. Til gengæld læser RNA-genomet fra DNA-skabelonen. Ud over vira bruges revers transkription også af en klasse af mobile elementer i genomet  - retrotransposoner [54] .

Dobbeltstrenget RNA

Dobbeltstrenget RNA (dsRNA) er RNA med to komplementære strenge, svarende til det DNA, der findes i alle celler, men med thymin erstattet af uracil og tilføjelse af et oxygenatom. Dobbeltstrenget RNA danner det genetiske materiale af nogle vira (dobbeltstrengede RNA-vira). Dobbeltstrenget RNA, såsom viralt RNA eller siRNA, kan udløse RNA-interferens i eukaryoter såvel som et interferonrespons hos hvirveldyr [55] [56] [57] [58] .

Cirkulær RNA

I slutningen af ​​1970'erne blev det vist, at der er en enkeltstrenget, kovalent lukket, det vil sige cirkulær, form af RNA udtrykt i hele dyre- og planteriget (se circRNA ) [59] . Cirkulære RNA'er menes at være resultatet af en "omvendt splejsningsreaktion", når et splejseosom forbinder en underliggende donor til et opstrøms splejsningsacceptorsted. Indtil nu er circRNAs funktion stort set ukendt.

RNA-verdenshypotesen

RNA-verdenen er et hypotetisk stadie i livets evolutionære historie på Jorden, hvor selvreplikerende RNA-molekyler prolifererede før udviklingen af ​​DNA og proteiner.

Begrebet RNA-verden blev foreslået i 1962 af Alexander Rich [60] , begrebet blev opfundet af Walter Gilbert i 1986 [61] . Ud over RNA-verdenen er andre kemiske veje for livets oprindelse blevet foreslået [62] , og RNA-baseret liv har muligvis ikke været den første [61] [63] . Ikke desto mindre er der fundet beviser nok for muligheden for eksistensen af ​​en RNA-verden, så hypotesen er blevet bredt accepteret [60] [64] [65] .

Ligesom DNA kan RNA lagre og replikere genetisk information, i form af enzymer - ribozymer , det kan katalysere (starte eller fremskynde) kemiske reaktioner, der er afgørende for livets eksistens [66] . En af de vigtigste komponenter i en celle, ribosomer består primært af RNA. Ribonukleotidfragmenter i mange coenzymer, såsom acetyl-CoA , NADH , FADH og F420 , har længe været anset for at være de bevarede rester af kovalent koblede coenzymer i RNA-verdenen [67] .

Hvis RNA-verdenen eksisterede, så blev den sandsynligvis efterfulgt af udviklingsstadiet for ribonukleoproteiner (RNP-verden) [68] , som igen blev nedarvet af DNA og længere proteiner. Grunden til, at DNA er blevet det dominerende lagringsmolekyle for genetisk information, kan skyldes, at det er mere stabilt og holdbart end RNA [68] . Proteinenzymer kan have erstattet RNA-baserede ribozymer som biokatalysatorer, fordi mangfoldigheden af ​​monomerer (aminosyrer) gør dem mere alsidige. Da nogle cofaktorer indeholder både nukleotid- og aminosyrekarakteristika, kan det være, at aminosyrer, peptider og endelig proteiner oprindeligt var cofaktorer af ribozymer [67] .

Se også

Noter

  1. ↑ Dahm R. Friedrich  Miescher og opdagelsen af ​​DNA  // Udviklingsbiologi : journal. - 2005. - Bd. 278 , nr. 2 . - S. 274-288 . — PMID 15680349 .
  2. ↑ Nierhaus KH, Wilson DN. Proteinsyntese og ribosomstruktur. - Wiley-VCH, 2004. - S. 3. - ISBN 3-527-30638-2 .
  3. ↑ Carlier M. L'ADN, cette "simpelt" molekyle . Esprit libre (juni 2003). Dato for ansøgningen: ???. Arkiveret fra originalen den 23. august 2011.
  4. ↑ A. S. Spirin. Bioorganisk kemi. - M . : Højere skole, 1986. - S. 10.
  5. ↑ Ochoa S. Enzymatisk syntese af ribonukleinsyre . Nobelforelæsning (1959). Dato for ansøgningen: ???. Arkiveret fra originalen den 23. august 2011.
  6. ↑ Georgiev Georgy Pavlovich - Megaencyclopedia of Cyril and Methodius - artikel . Encyclopedia of Cyril and Methodius. Hentet 8. februar 2019. Arkiveret fra originalen 17. december 2017.
  7. ↑ Videnskabelig opdagelse nr. 145 Fænomenet med syntesen af ​​DRNA (ribonukleinsyre af en ny klasse) i cellekernerne i højere organismer . ross-nauka.narod.ru. Dato for adgang: 8. februar 2019. Arkiveret fra originalen 28. januar 2019.
  8. ↑ Holley RW et al. Struktur af en ribonukleinsyre  (engelsk)  // Videnskab. - 1965. - Bd. 147 , nr. 1664 . - S. 1462-1465 . - doi : 10.1126/science.147.3664.1462 .
  9. ↑ Szathmáry E. Oprindelsen af ​​den genetiske kode: aminosyrer som cofaktorer i en RNA-verden // Trends Genet .. - 1999. - Vol. 15, nr. 6 . — S. 223–9. - doi : 10.1016/S0168-9525(99)01730-8 .
  10. ↑ Fiers W et al. Komplet nukleotidsekvens af bakteriofag MS2-RNA: primær og sekundær struktur af replikasegen  (engelsk)  // Natur. - 1976. - Bd. 260 . - S. 500-507 . — PMID 1264203 .
  11. ↑ Napoli C, Lemieux C, Jorgensen R. Introduktion af et kimært chalcone-syntasegen i petunia resulterer i reversibel co-suppression af homologe gener i trans  // Plant Cell. - 1990. - Bd. 2, nr. 4 . - S. 279-89. — PMID 12354959 .
  12. ↑ Ruvkun G. Glimt af en lillebitte RNA-verden   // Videnskab . - 2001. - Bd. 294 , nr. 5543 . - S. 797-799 . - doi : 10.1126/science.1066315 .
  13. ↑ Ilya Leenson. Kemiens sprog. Etymologi af kemiske navne. - AST, 2016. - ISBN 978-5-17-095739-2 .
  14. ↑ Jankowski JAZ, Polak JM Klinisk genanalyse og manipulation : værktøjer, teknikker og fejlfinding  . - Cambridge University Press , 1996. - S. 14. - ISBN 0521478960 .
  15. ↑ Kiss T. Small nucleolar RNA-guided post-transcriptional modification of cellular RNAs  //  The EMBO Journal : journal. - 2001. - Bd. 20 . - P. 3617-3622 . - doi : 10.1093/emboj/20.14.3617 .
  16. ↑ Yu Q., Morrow CD Identifikation af kritiske elementer i tRNA-acceptorstammen og TΨC-løkken, der er nødvendige for human immundefektvirus type 1 infektivitet  // J Virol  . : journal. - 2001. - Bd. 75 , nr. 10 . - P. 4902-4906 . doi : 10.1128 / JVI.75.10.4902-4906.2001 .
  17. ↑ King TH, Liu B., McCully RR, Fournier MJ Ribosomstruktur og aktivitet er ændret i celler, der mangler snoRNP'er, der danner pseudouridiner i peptidyltransferasecentret  //  Molecular Cell : journal. - 2002. - Bd. 11 , nr. 2 . - S. 425-435 . - doi : 10.1016/S1097-2765(03)00040-6 .
  18. ↑ Barciszewski J., Frederic B., Clark C. RNA-biokemi og bioteknologi. — Springer, 1999. - S. 73-87. — ISBN 0792358627 .
  19. ↑ Lee JC, Gutell RR Diversitet af basepar-konformationer og deres forekomst i rRNA-struktur og RNA-strukturelle motiver  //  J. Mol. Biol. : journal. - 2004. - Bd. 344 , nr. 5 . - S. 1225-1249 . - doi : 10.1016/j.jmb.2004.09.072 . — PMID 15561141 .
  20. ↑ Salazar M., Fedoroff OY, Miller JM, Ribeiro NS, Reid BR DNA-strengen i DNAoRNA-hybridduplekser er hverken B-form eller A-form i opløsning  //  Biochemistry : journal. - 1992. - Bd. 1993 , nr. 32 . - P. 4207-4215 . — PMID 7682844 .
  21. ↑ Hermann T., Patel DJ RNA buler ud som arkitektoniske og genkendelsesmotiver // Struktur. - 2000. - T. 8 , nr. 3 . - S. R47-R54 . - doi : 10.1016/S0969-2126(00)00110-6 .
  22. ↑ Mikkola S., Nurmi K., Yousefi-Salakdeh E., Strömberg R., Lönnberg H. Mekanismen for den metalion fremmede spaltning af RNA-phosphodiesterbindinger involverer en generel syrekatalyse af metalaquo-ionen ved afgangen af ​​forladeren gruppe  (engelsk)  // Perkin transaktioner 2 : journal. - 1999. - S. 1619-1626 . - doi : 10.1039/a903691a .
  23. ↑ Mathews DH, Disney MD, Childs JL, Schroeder SJ, Zuker M., Turner DH Inkorporering af kemiske modifikationsbegrænsninger i en dynamisk programmeringsalgoritme til forudsigelse af RNA-sekundær struktur  //  Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : tidsskrift. - 2004. - Bd. 101 , nr. 19 . - P. 7287-7292 . - doi : 10.1073/pnas.0401799101 .
  24. ↑ Omdirigere (downlink) . Hentet 5. april 2008. Arkiveret fra originalen 20. august 2007. 
  25. ↑ Spriggs KA, Stoneley M., Bushell M., Willis AE. Omprogrammering af translation efter cellestress tillader IRES-medieret translation at dominere  //  Biol Cell. : journal. - 2008. - Bd. 100 , nej. 1 . - S. 27-38 .
  26. ↑ Higgs PG RNA sekundær struktur: fysiske og beregningsmæssige aspekter  //  Quarterly Reviews of Biophysics: tidsskrift. - 2000. - Vol. 33 . - S. 199-253 . - doi : 10.1017/S0033583500003620 .
  27. ↑ Nissen P., Hansen J., Ban N., Moore PB, Steitz TA Det strukturelle grundlag for ribosomaktivitet i peptidbindingssyntese  //  Science : journal. - 2000. - Vol. 289 , nr. 5481 . - S. 920-930 . - doi : 10.1126/science.289.5481.920 .
  28. ↑ Jeffrey L Hansen, Alexander M Long, Steve C Schultz. Structure of the RNA-dependent RNA polymerase of poliovirus  (engelsk)  // Structure : journal. - 1997. - Bd. 5 , nr. 8 . - S. 1109-1122 . - doi : 10.1016/S0969-2126(97)00261-X .
  29. ↑ Ahlquist P. RNA-afhængige RNA-polymeraser, vira og RNA-dæmpning  //  Science : journal. - 2002. - Bd. 296 , nr. 5571 . - S. 1270-1273 . - doi : 10.1126/science.1069132 .
  30. ↑ 12 Alberts , Bruce; Alexander Johnson, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts og Peter Walters. Cellens molekylære biologi; Fjerde udgave  (engelsk) . — New York og London: Garland Science, 2002. - S. 302-303.
  31. ↑ Wagner R., Theissen G., Zacharias. Regulering af ribosomal RNA-syntese og kontrol af ribosomdannelse i E.  coli . - 1993. - S. 119-129.
  32. ↑ 1 2 3 Cooper GC, Hausman RE The Cell: A Molecular Approach. — 3. udgave. — Sinauer, 2004. - S. 261-276. — ISBN 0-87893-214-3 .
  33. ↑ 1 2 3 Wirta W. Udvinding af transkriptomet – metoder og anvendelser  . - 2006. - ISBN 91-7178-436-5 .
  34. ↑ 1 2 Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L. Biochemistry. — 5. udgave. - W. H. Freeman and Company, 2002. - S. 118-119. — ISBN 0-7167-4684-0 .
  35. ↑ Rossi JJ Ribozyme-diagnostik bliver myndig // Kemi og biologi. - 2004. - T. 11 , nr. 7 . - S. 894-895 . - doi : 10.1016/j.chembiol.2004.07.002 .
  36. ↑ Kampers T., Friedhoff P., Biernat J., Mandelkow EM, Mandelkow E. RNA stimulerer aggregering af mikrotubuli-associeret protein tau til Alzheimer-lignende parrede spiralformede filamenter  //  FEBS Letters : journal. - 1996. - Bd. 399 . - S. 98-100, 344-49 . — PMID 8985176 .
  37. ↑ Gueneau de Novoa P., Williams KP tmRNA-webstedet: reduktiv udvikling af tmRNA i plastider og andre endosymbionter  // Nucleic Acids Res  . : journal. - 2004. - Bd. 32 , nr. Database problem . - P.D104-8 . - doi : 10.1093/nar/gkh102 . — PMID 14681369 .
  38. ↑ Matzke MA, Matzke AJM. Planter frøene til et nyt paradigme  // PLoS Biology  : journal  . - 2004. - Bd. 2 , nr. 5 . —P.e133 . _ - doi : 10.1371/journal.pbio.0020133 . — PMID 15138502 .
  39. ↑ Tjek E. RNA-interferens: tryk på tænd-knappen   // Nature . - 2007. - Bd. 448 , nr. 7156 . - S. 855-858 . - doi : 10.1038/448855a . — PMID 17713502 .
  40. ↑ Vazquez F., Vaucheret H., Rajagopalan R., Lepers C., Gasciolli V., Mallory AC, Hilbert J., Bartel DP, Crété P. Endogene trans  - //mRNA'er Arabidopsisvirkende siRNA'er begrænser akkumuleringerne af Molecular Cell : journal. - 2004. - Bd. 16 , nr. 1 . - S. 69-79 . - doi : 10.1016/j.molcel.2004.09.028 . — PMID 15469823 .
  41. ↑ Doran G. RNAi - Er ét suffiks tilstrækkeligt?  // Journal of RNAi and Gene Silencing. - 2007. - V. 3 , nr. 1 . - S. 217-219 . Arkiveret fra originalen den 16. juli 2007.
  42. ↑ Horwich MD, Li C Matranga C., Vagin V., Farley G., Wang P., Zamore PD Drosophila RNA methyltransferase, DmHen1, modificerer kimlinje piRNA'er og enkeltstrengede siRNA'er i RISC   //  :BiologyCurrent - Cell Press , 2007. - Vol. 17 . - S. 1265-1272 . - doi : 10.1016/j.cub.2007.06.030 . — PMID 17604629 .
  43. ↑ Girard A., Sachidanandam R., Hannon GJ, Carmell MA En kimlinjespecifik klasse af små RNA'er binder pattedyrs Piwi-proteiner  //  Nature: journal. - 2006. - Bd. 442 . - S. 199-202 . - doi : 10.1038/nature04917 . — PMID 16751776 .
  44. ↑ Brennecke J., Malone CD, Aravin AA, Sachidanandam R., Stark A., Hannon GJ En epigenetisk rolle for moderligt nedarvede piRNA'er i transposon-silencing  // Science  :  journal. - 2008. - November ( vol. 322 , nr. 5906 ). - S. 1387-1392 . - doi : 10.1126/science.1165171 . — PMID 19039138 .
  45. ↑ Wagner EG, Altuvia S., Romby P. Antisense RNA'er i bakterier og deres genetiske elementer  //  Adv Genet. : journal. - 2002. - Bd. 46 . - s. 361-398 . — PMID 11931231 .
  46. ↑ Gilbert S. F. Udviklingsbiologi . — 7. udg. — Sinauer, 2003. - S.  101 -103. — ISBN 0878932585 .
  47. ↑ Hüttenhofer A., ​​​​Schattner P., Polacek N. Ikke-kodende RNA'er: håb eller hype? (engelsk)  // Trends Genet. : journal. - 2005. - Bd. 21 , nr. 5 . - S. 289-297 . - doi : 10.1016/j.tig.2005.03.007 . — PMID 15851066 .
  48. ↑ Heard E., Mongelard F., Arnaud D., Chureau C., Vourc'h C., Avner P.  Human XIST- gær kunstige kromosomtransgener viser delvis X-inaktiveringscenterfunktion i embryonale stamceller fra mus  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : tidsskrift. - 1999. - Bd. 96 , nr. 12 . - P. 6841-6846 . - doi : 10.1073/pnas.96.12.6841 . — PMID 10359800 .
  49. ↑ Batey RT Strukturer af regulatoriske elementer i mRNA'er   // Curr . Opin. Struktur. Biol.. - 2006. - Vol. 16 , nr. 3 . - S. 299-306 . - doi : 10.1016/j.sbi.2006.05.001 . — PMID 16707260 .
  50. ↑ Steitz TA, Steitz JA En generel to-metal-ion-mekanisme for katalytisk RNA  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : journal  . - 1993. - Bd. 90 , nr. 14 . - P. 6498-6502 . - doi : 10.1073/pnas.90.14.6498 . — PMID 8341661 .
  51. ↑ Covello PS, Grey MW RNA-redigering i plantemitokondrier   // Nature . - 1989. - Bd. 341 . - s. 662-666 . - doi : 10.1038/341662a0 . — PMID 2552326 .
  52. ↑ Omer AD, Ziesche S., Decatur WA, Fournier MJ, Dennis PP RNA-modificerende maskiner i arkæa // Molecular Microbiology. - 2003. - T. 48 , nr. 3 . - S. 617-629 . - doi : 10.1046/j.1365-2958.2003.03483.x . — PMID 12694609 .
  53. ↑ Daròs JA, Elena SF, Flores R. Viroids: en Ariadnes tråd ind i RNA-labyrinten  // EMBO Rep  . : journal. - 2006. - Bd. 7 , nr. 6 . - S. 593-598 . - doi : 10.1038/sj.embor.7400706 . — PMID 16741503 .
  54. ↑ Kalendar R., Vicient CM, Peleg O., Anamthawat-Jonsson K., Bolshoy A., Schulman AH Store retrotransposonderivater: rigelige, bevarede, men ikke-autonome retroelementer af byg og beslægtede genomer  //  Genetics: journal. - 2004. - Bd. 166 , nr. 3 . — P.D339 . - doi : 10.1534/genetics.166.3.1437 . — PMID 15082561 .
  55. ↑ Blevins T, Rajeswaran R, Shivaprasad PV, Beknazariants D, Si-Ammour A, Park HS, Vazquez F, Robertson D, Meins F, Hohn T, Pooggin MM (2006). "Fire plante-Dicers medierer viral lille RNA-biogenese og DNA-virus-induceret silencing" . Nukleinsyreforskning . 34 (21): 6233-46. doi : 10.1093/nar/ gkl886 . PMC 1669714 . PMID 17090584 .  
  56. ↑ Jana S, Chakraborty C, Nandi S, Deb JK (november 2004). "RNA-interferens: potentielle terapeutiske mål". Anvendt mikrobiologi og bioteknologi . 65 (6): 649-57. DOI : 10.1007/s00253-004-1732-1 . PMID  15372214 . S2CID  20963666 .
  57. ↑ Schultz U, Kaspers B, Staeheli P (maj 2004). "Interferonsystemet af ikke-pattedyrs hvirveldyr". Udviklings- og komparativ immunologi . 28 (5): 499-508. DOI : 10.1016/j.dci.2003.09.009 . PMID  15062646 .
  58. ↑ Whitehead KA, Dahlman JE, Langer RS, Anderson DG (2011). "Tavshed eller stimulering? siRNA levering og immunsystemet”. Årlig gennemgang af kemisk og biomolekylær teknik . 2 :77-96. DOI : 10.1146/annurev-chembioeng-061010-114133 . PMID22432611  . _
  59. ↑ Hsu MT, Coca-Prados M (juli 1979). "Elektronmikroskopisk bevis for den cirkulære form af RNA i cytoplasmaet af eukaryote celler". Natur []. 280 (5720): 339-40. Bibcode : 1979Natur.280..339H . DOI : 10.1038/280339a0 . PMID  460409 . S2CID  19968869 .
  60. ↑ 1 2 Neveu M., Kim HJ, Benner SA Den "stærke" RNA-verdenshypotese: halvtreds år gammel // Astrobiologi. - 2013. - April ( bind 13 , nr. 4 ). - S. 391-403 . - doi : 10.1089/ast.2012.0868 . - . — PMID 23551238 . . — "[RNA-verdenens eksistens] har bred opbakning i samfundet i dag."
  61. ↑ 1 2 Cech TR RNA-verdenerne i kontekst // Cold Spring Harbor Perspectives in Biology. - 2012. - Juli ( bind 4 , nr. 7 ). - S. a006742 . - doi : 10.1101/cshperspect.a006742 . — PMID 21441585 .
  62. ↑ Patel BH, Percivalle C., Ritson DJ, Duffy CD, Sutherland JD Fælles oprindelse af RNA-, protein- og lipidprækursorer i en cyanosulfidisk protometabolisme  //  Nature Chemistry  : tidsskrift. - 2015. - April ( bind 7 , nr. 4 ). - S. 301-307 . - doi : 10.1038/nchem.2202 . — . — PMID 25803468 .
  63. ↑ Robertson MP, Joyce GF Oprindelsen af ​​RNA-verdenen // Cold Spring Harbor Perspectives in Biology. - 2012. - Maj ( bind 4 , nr. 5 ). - S. a003608 . - doi : 10.1101/cshperspect.a003608 . — PMID 20739415 .
  64. ↑ Wade, Nicholas . Give mening af kemien, der førte til liv på jorden , New York Times  (4. maj 2015). Arkiveret fra originalen den 9. juli 2017. Hentet 10. maj 2015.
  65. ↑ Copley SD, Smith E., Morowitz HJ Oprindelsen af ​​RNA-verdenen: co-evolution af gener og metabolisme  //  Bioorganisk kemi: tidsskrift. - 2007. - December ( bind 35 , nr. 6 ). - S. 430-443 . - doi : 10.1016/j.bioorg.2007.08.001 . — PMID 17897696 . . - "Forslaget om, at liv på Jorden opstod fra en RNA-verden er bredt accepteret."
  66. ↑ Zimmer, Carl . En lille udsending fra den gamle fortid , New York Times  (25. september 2014). Arkiveret fra originalen den 27. september 2014. Hentet 26. september 2014.
  67. ↑ 1 2 Shen, Liang.; Hong Fang, Ji. Små cofaktorer kan hjælpe proteinfremkomst fra RNA-verdenen: Clues from RNA-Protein Complexes  (engelsk)  // PLOS One  : journal. - Public Library of Science , 2011. - Vol. 6 . —P.e22494 . _ - doi : 10.1371/journal.pone.0022494 . — PMID 21789260 .
  68. ↑ 1 2 Garwood, Russell J. Patterns In Palaeontology: The first 3 billion years of evolution  //  Palaeontology Online: journal. - 2012. - Bd. 2 , nr. 11 . - S. 1-14 . Arkiveret fra originalen den 26. juni 2015.

Litteratur

Links

  Gå til Wikidata-elementet  Ordbøger og encyklopædier
 Nukleinsyretyper _
Nitrogenholdige baser
Nukleosider
Nukleotider
RNA
DNA
Analoger
Vektortyper _