Czy RNA zawiera tyminę: 7 faktów, które musisz wiedzieć?

Czy kiedykolwiek zastanawiałeś się, czy pary zasad azotowych w RNA są takie same jak w DNA? W tym poście szczegółowo omówimy „czy RNA zawiera tyminę”.

Azotowe pary zasad DNA to adenina, guanina, cytozyna i tymina. RNA również ma to wszystko, ale nie ma tyminy. RNA ma inną parę zasad azotowych, którą jest uracyl w miejsce tyminy, która nadaje strukturze RNA wiele cech.

Struktura RNA ma kilka różnic w porównaniu ze strukturą DNA, a jedną z różnic jest obecność cukru rybozy w RNA, podczas gdy DNA zawiera cukier dezoksyrybozowy. Inną różnicą w składzie jest to, że RNA zawiera pary zasad uracylu zamiast tyminy. Ten uracyl łączy się poprzez 2 wiązania wodorowe z resztami adeninowymi.

Ten jednoniciowy polimer zawiera wiele reszt połączonych wiązaniami fosfodiestrowymi od 3' do 5'. Ciekawą rzeczą, o której musisz wiedzieć, zanim zagłębimy się w ten temat, jest to, że chemicznie tymina jest odpowiednikiem 5-metylouracylu. Dodaj grupę metylową do piątego węgla uracylu, a teraz masz pozostałość tyminy. Tylko niewielka różnica strukturalna, ale ogromne role molekularne.

Czy tRNA ma? tymina?

Po transkrypcji polipeptydu tRNA podlega on różnym modyfikacjom potranslacyjnym, które odpowiadają za różne zmiany w strukturze. Wśród tych modyfikacji jest 5'-metylacja reszty uracylowej pętli T, która powoduje utworzenie reszty tyminy. Tak więc dojrzałe tRNA zawiera resztę tyminy. 

Te potranslacyjne modyfikacje są niezbędne do prawidłowego fałdowania 3D i funkcjonalnych aspektów tRNA. Tak więc całe tRNA zawiera jedną resztę tyminy w pętli T.

tRNA oznacza transfer RNA i funkcjonalnie jest związany z zadaniem przeniesienia pokrewnych aminokwasów do rosnącego łańcucha polipeptydowego podczas translacji mRNA. Spośród trzech typów RNA ten ma tylko 75-90 par zasad, co czyni go najmniejszym.

Mówiąc chemicznie, tRNA ma różne zmodyfikowane zasady, ale po pierwsze, my musisz wiedzieć trochę o strukturze tRNA. Strukturalnie tRNA przypomina strukturę koniczyny w 2D, ale w rzeczywistości (3D) przyjmuje strukturę podobną do L z różnymi pętlami. tRNA ma różne pętle: pętlę D, pętlę antykodonową, pętlę zmienną i pętlę T.

czy rna ma tyminę?
Struktura liścia koniczyny tRNA z Wikipedia

Czy tymina jest obecna w rybosomalnym RNA?

Zazwyczaj tymina jest nieobecna w RNA, ale w niektórych przypadkach różne modyfikacje potranskrypcyjne mogą zmienić skład chemiczny, i tak się dzieje z podjednostką 23S rRNA, w której zgłoszono dwie reszty uracylowe (pozycja 74 i 1939). mają 5'-metylację, w wyniku której powstają pozostałości tyminy. Poza tymi modyfikacjami, w strukturze rRNA nie odnotowano tyminy.

Rybosomalny RNA (rRNA) stanowi większość zawartości RNA w komórce. Struktura ma zwykle dwie podjednostki – jedną dużą i jedną małą. Te podjednostki dalej zawierają różne cząsteczki rRNA i białka, co czyni go kompleksem rRNA i białek.

Który RNA ma tyminę?

Poznaliśmy podstawy dwóch typów RNA: tRNA i rRNA. mRNA nie ma reszty tyminy, ale dwa pozostałe mają tę resztę, co czyni je wyjątkiem od ogólnej zasady, że tymina jest nieobecna w strukturze RNA. 

Jaka zasada zastępuje tyminę w RNA

Tymina jest zasadniczo zastąpiona uracylem w kwasie rybonukleinowym. Uracyl jest parą zasad azotowych należącą do grupy pirymidynowej. Ma sześcioczłonową strukturę pierścienia heterocyklicznego o wzorze chemicznym C4H4N2O2 oraz nazwa IUPAC – Pirymidyno-2,4(1H,3H)-dion. Jak omówiono wcześniej, jeśli ten uracyl jest metylowany (dodanie grupy -CH3) w ​​pozycji 5', będzie znany jako para zasad tyminy.

Tak więc tymina i uracyl są strukturalnie dość podobne do siebie do pewnego stopnia, ale ich funkcjonalne aspekty są bardzo różne, jak zobaczymy w kolejnych rozdziałach.

Uracil ma dwie formy tautomeryczne: amidową i imidową. Nazywa się urydyną (rybonukleozyd), gdy jest związany z cukrem rybozowym. Dodanie grup fosforanowych doprowadzi do utworzenia rybonukleotydu o nazwie 5'trifosforan urydyny, jeśli zostaną dodane trzy grupy fosforanowe.

Dlaczego rna ma? uracyl zamiast tyminy?

Produkcja tyminy w komórce wymaga monofosforanu urydyny (UMP) jako materiału wyjściowego, dwóch różnych enzymów i różnych kofaktorów, co czyni ją procesem wymagającym nakładów energetycznych. Teraz komórki nie muszą produkować tylko jednej lub dwóch cząsteczek tyminy. Muszą zsyntetyzować tysiące takich par zasad, więc stosując to rozróżnienie, komórka oszczędza trochę energii, ponieważ zastąpienie tyminy uracylem nie ma wpływu na interakcję z adeniną i funkcje kodowania.

Innym powodem, który wymaga oddzielnego adresowania, jest to, że cytozyna jest chemicznie mniej stabilna, a deaminacja cytozyny, która wytwarza uracyl, jest częstym procesem w komórkach. Teraz pary zasad cytozyny z guaniną (C:G), a ta deaminacja spowoduje utworzenie uracylu w DNA, który będzie parą zasad z adeniną w nici potomnej, co prowadzi do mutacji pary zasad C:A w DNA i ta mutacja będą przenoszone we wszystkich potomstwach. 

Różnica grup metylowych między tyminą i uracylem nie ma wpływu na ich parowanie Watson-Crick, ponieważ oboje łączą się z adeniną poprzez dwa wiązania wodorowe. Jednak to rozróżnienie między tymi dwiema parami zasad jest dość rygorystyczne w komórce, więc można zapytać, dlaczego tak jest. 

Tak więc rozróżniając tyminę i uracyl, komórka oszczędza trochę energii i minimalizuje mutacje przejściowe. 

Czy DNA zawiera uracyl?

Ze względu na niestabilność chemiczną cytozyny, uracyl nie pojawia się w DNA, co czyniłoby go bardziej podatnym na mutacje pojedynczych par zasad. Dlatego uracyl nie znajduje się w DNA.

Dlaczego DNA nie zawiera uracylu?

Enzymy naprawiające niedopasowanie są dość konserwowane we wszystkich formach życia, co dodatkowo oznacza konieczność rozróżniania uracyl-tymina. 

Podstawowym powodem braku uracylu w strukturze DNA jest ewolucja specyficznej maszynerii w komórce, która rozpoznaje uracyl w DNA, a następnie go wycina. Komórki mają silny system naprawy poprzez wycięcie uracylu, zainicjowany przez aktywację enzymów UDG. 

Zastosowania uracylu zamiast tyminy?

Oprócz bycia strategią oszczędzania energii, uracyl w RNA sprawia, że ​​jest on podatny na atak różnych enzymów. Mimo to jego wykluczenie z DNA sprawia, że ​​DNA jest bardziej odporne chemicznie. Efekt ten jest pożądany, ponieważ różne mRNA są używane do ekspresji genów, a czasami ekspresja ta jest zależna od kontekstu.

Tak więc, gdy cząsteczka mRNA spełniła swoją rolę i nie jest już potrzebna, obecność uracylu ułatwia komórce jego degradację, dzięki czemu jeden RNA ulega degradacji, a wiele innych zostanie zsyntetyzowanych. Ulegną wówczas degradacji, a kolejne cząsteczki RNA zostaną zsyntetyzowane, kontynuując cykl tworzenia i degradacji cząsteczek RNA.

Wnioski

tRNA ma resztę tyminową w swojej pętli T. Niektóre modyfikacje potranslacyjne mogą skutkować włączeniem tyminy do podjednostki 23S rRNA, ale poza tymi przypadkami w RNA brakuje reszt tyminy. Mam nadzieję, że możesz teraz odpowiedzieć na pytanie „czy RNA ma tyminę”.

Przeczytaj także: