Во время инициации ДНК-зависимая РНК-полимераза связывается с промотором (последовательность нуклеотидов ДНК, которая является стартовой площадкой для начала транскрипции), образуя закрытый комплекс. Внутри него находится двойной винт ДНК. Далее на расстоянии около 13 пар нуклеотидов от точки старта цепи ДНК расходятся друг от друга. Образуется открытый комплекс с транскрипционным пузырём. Разделение открывает доступ к некодирующей цепочке ДНК. Первые два рибонуклеотида (нуклеотиды РНК) выравниваются и соединяются с шаблонной ДНК по принципу комплементарности (нуклеотид с азотистым основанием аденин соединяется с урацилом, гуанин с цитозином). Часто при соединении первых десяти нуклеотидов транскрипция обрывается, короткий продукт высвобождается и синтез начинается заново. Этот этап называется абортивной транскрипцией. Вскоре полимеразно-промоторный комплекс образует транскрипт длиннее 10 нуклеотидов, который будет достаточно стабильным, чтобы продолжать транскрипцию. Начинается элонгация.

На стадии элонгации в ДНК расплетено 18 пар нуклеотидов. Примерно 12 нуклеотидов образует гибридный винт с растущим концом цепи РНК. По мере движения РНК-полимеразы по матрице впереди неё двойной винт расплетается, а позади- восстанавливается. Одновременно освобождается очередное звено растущей цепи РНК из комплекса с матрицей и РНК-полимеразой.

На этапе терминации фермент разрезает РНК, завершая транскрипцию, а затем диссоциирует (распадается).

Получившаяся РНК называется матричной (мРНК, или информационной (иРНК)).

2.Трансляция (от лат. Translatio- перенос, перемещение)- процесс синтеза белка из аминокислот на матрице иРНК.

Трансляция осуществляется рибосомами (немембранные органеллы всех живых клеток, рибонуклеопротеидные комплексы (состоят из рибосомальной РНК и белка), состоящие из большой и малой субъединиц). Синтез происходит в шероховатой эндоплазматической сети (органелла, представляющая собой разветвлённую систему из окружённых мембраной уплотнённых полостей, пузырьков и канальцев) и гиалоплазме (основное прозрачное вещество цитоплазмы (внутренняя среда клетки, кроме ядра и вакуолей)).

Трансляция тоже состоит из этапов инициации, элонгации и терминации.

Во время инициации вокруг старт-кодона AUG (аденин, гуанин, цитозин) (кодон- единица генетического кода, состоящая из трёх нуклеотидных остатков (триплет) в ДНК и РНК, которая обычно кодирует включение одной аминокислоты) из большой и малой субъединиц образуется рибосома. К старт-кодону присоединяется транспортная РНК (тРНК) вместе с аминокислотой метионином (M)(C5H11NO2S).

На этапе элонгации аминоацил-тРНК (то есть соединённая с аминокислотой) узнаёт соответствующий ей текущий кодон с помощью своего антикодона. К концу растущей полипептидной (белковой) цепи присоединяется аминокислота. Далее рибосома продвигается вдоль матрицы, высвобождая тРНК. Свободная молекула тРНК аминоацилируется (то есть соединяется с аминокислотой) соответствующей ей аминоацил-тРНК-синтетазой (фермент). Получившаяся аминоацил-тРНК снова присоединяется к мРНК. Рибосома движется по молекуле мРНК до стоп-кодона (UAG, UAA, UGA).

Во время терминации рибосома узнаёт стоп-кодон, отсоединяет новосинтезированный белок и диссоциирует. Иногда старт-кодон и стоп-кодон находятся так близко, что рибосома начинает трансляцию заново.

3. Посттрансляционная модификация- это ковалентная химическая модификация белка после его синтеза на рибосоме. Это завершающий этап биосинтеза многих белков, который в свою очередь является частью процесса экспрессии генов (преобразование наследственной информации в функциональный продукт- РНК или белок). Посттрансляционные модификации увеличивают разнообразие белков в клетке.

Известно очень много вариантов посттрансляционных модификаций белков. Одной из наиболее частых модификаций является гликозилирование (присоединение остатков сахаров к органическим молекулам. Белки после гликозилирования становятся гликопротеинами).

...

На этом всё. Панамка готова и находится в полном вашем распоряжении.

Моносахаридом нуклеотида рибонуклеиновой кислоты (РНК) является рибоза (C5H10O5). В РНК тимин заменяется на урацил (U) (производное пиримидина с формулой C4H4N2O2). Также в РНК есть очень много модифицированных оснований и сахаров, например, 2'-O-метилрибоза (наиболее часто встречающийся сахар) и псевдоуридин (наиболее часто встречающийся нуклеозид).

Различают четыре уровня организации нуклеиновых кислот.

Первичная структура- цепочка нуклеотидов, соединённых с помощью фосфодиэфирной связи (через остаток фосфорной кислоты). Вторичная структура- две цепи нуклеотидов, комплементарно соединённые водородными связями по принципу "голова-хвост" (3' к 5') (аденин соединяется только с тимином или урацилом, образуя две водородные связи; гуанин соединяется только цитозином или урацилом, образуя три водородные связи). Третичная структура- двойной винт, образующийся за счёт радикалов азотистых оснований (создаются дополнительные водородные связи). Четвертичная структура- это нуклеосомы, нити хроматина, рибонуклеопротеиды и многое другое...

ДНК чаще всего существует в виде двойного винта (третичная структура), в отличие от РНК, которая чаще представлена первичной структурой (но совсем не ограничивается ей!).

На этом пока всё.

...

Надеюсь, что это будет хоть кому-то интересно...

Ну, теперь вы знаете, что ДНК и РНК имеют конкретный состав.

Ученые подсчитали, что для первой молекулы, которая могла запустить весь процесс, хватило бы последовательности из 50 нуклеотидов, но даже в этом случае вероятность того, что нуклеотиды случайно соберутся в правильном порядке, оценивается как 10⁻³⁰ (десять в минус тридцатой степени). Это ноль с еще 29-ю нулями после запятой и с единицей на тридцатом месте. Однако это касается только статической вероятности случайного появления цепочки. Но в реальности всё куда сложнее, ведь мы имеем дело не с буквами на бумаге, а с живой химией в агрессивной среде.

Все компоненты рибозы должны были:

1)синтезироваться в нужных количествах,

2) не разрушиться

3) образовать именно D-рибозу (гомохиральность),

4) собраться в правильной последовательности,

5) оказаться в идеальных условиях (концентрация, pH, температура, влажность и т.д.).

Всё это должно было произойти одновременно в одном месте до того, как всё распалось. Время жизни многих пребиотических молекул — минуты.

Даже если мы чудом получим эти 50 нуклеотидов, вставших в ряд, — это еще не жизнь. Это просто длинная молекула. Чтобы она стала "родоначальницей", она должна обладать функцией самокопирования (рибозим).

Представьте, что вы подбросили в воздух мешок с деталями от часов, и они не просто упали, собравшись в работающий механизм, но этот механизм тут же начал штамповать свои копии из окружающего мусора. Вероятность того, что случайная последовательность окажется функциональным ферментом, еще на десятки порядков ниже, чем просто вероятность ее сборки.

В лабораторных условиях ученые используют чистые реагенты. Но в "первобытном супе" нуклеотиды не плавали в стерильной изоляции. Там были тысячи других органических соединений. Посторонние молекулы могли встроиться в цепь, и кирдык.

Гидролиз. Вода — колыбель жизни, но она же главный враг РНК. В воде сложные полимеры стремятся распаться обратно на простые звенья. Строить РНК в воде — это примерно то же, что попытаться построить замок из кубиков сахара-рафинада под тропическим ливнем.

Нуклеотиды должны соединяться строго определенным образом (связь 3'-5'). В природе же они могут соединяться как угодно, образуя бесполезные узлы и переплетения. Без направляющего фермента (полимеразы) — который сам является продуктом жизни — получить правильную цепочку практически невозможно. Полимераза сама по себе - это сложнейшая биологическая машина, которую может "изготовить" только живая клетка.