If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Ha webszűrőt használsz, győződj meg róla, hogy a *.kastatic.org és a *.kasandbox.org nincsenek blokkolva.

Fő tartalom
Pontos idő:0:00Teljes hossz:11:30

Videóátirat

A DNS molekulaszerkezetével már sokat foglalkoztunk. Ezen az ábrán is a DNS két szálát látjuk, amelyek kettős hélixet alkotnak. Láthatók a DNS árulkodó jellegzetességei. Különösen az ötszénatomos cukrok feltűnőek a molekula vázában. Számozzuk csak meg a szénatomokat! A sorszámuk 1', 2', 3', 4', 5'. Látszik, hogy a 2' szénatomhoz nem kapcsolódik oxigénatom. Ide nem kötődik hidroxilcsoport. ebből tudjuk, hogy ez nem ribóz. Ez itt dezoxiribóz. Ez is dezoxiribóz. Ez a kettő szintén dezoxiribóz, amiből látható, hogy ez a két szál a DNS, azaz a dezoxiribonukleinsav részlete. Ezt ideírom. Ez a láncrészlet dezoxiribózból alakult ki, amihez egy foszfátcsoport és egy nitrogéntartalmú bázis kapcsolódik. Tehát dezoxiribóz. Vajon hogyan módosíthatnánk az itt látható ábrát, a kétszálú DNS kettős hélixét, hogyan szerkesszük át a bal oldali szálat, ha azt szeretnénk elérni, hogy a bal szál egy hírvivő RNS-t ábrázoljon, amely éppen most íródik át a jobb oldalon látható DNS molekuláról? Nos, ahhoz, hogy ebből RNS-t csináljunk, a 2' szénatomhoz – a dezoxiribózt ribózzá alakítva – hozzákapcsolunk egy hidroxilcsoportot. A hidrogént fehérrel írom. Tehát ide kerül egy hidroxilcsoport, és ugyanezt tesszük minden cukorral a bal oldali szál vázában, ahhoz, hogy egyszálú RNS-sé alakítsuk át, hiszen az RNS jellemzően egyszálú. Tehát egy oxigén és egy hidrogén. A hozzáadott hidroxilcsoport, amellyel a hidrogént helyettesítettük, jelzi azt, hogy ez a cukor már nem dezoxiribóz, hanem ribóz. A vázban tehát most már ribóz van, ami jelzi, hogy – legalábbis a vázat illetően – ez már egy RNS (ribonukleinsav), nem pedig DNS (dezoxiribonukleinsav). Gondolhatnánk, hogy kész vagyunk, de még nem teljesen, mivel az RNS nitrogéntartalmú bázisai kissé különböznek a DNS-étől. A DNS nitrogéntartalmú bázisai az adenin, a guanin... az adenin és a guanin a kétgyűrűs bázisok. Ez itt az adenin, ez pedig a guanin. Emellett van még a citozin, (ezeket különböző színnel jelölöm) a citozin és a timin. Ez itt a citozin, ez pedig a timin. A citozin és a timin bázisok egyetlen gyűrűt tartalmaznak. Ezek pirimidinázisok. Az adenin és a guanin pedig purinbázisok (ez egy kis ismétlés). Az RNS-ben szintén van adenin, van guanin is, van citozin is, de a timin helyett annak egy módosulata, az uracil van jelen. Az itt látható rajzon ez a nitrogéntartalmú bázis... (emlékezzünk, hogy ebben a videóban egy kétszálú DNS-ból indultunk ki) ez a nitrogéntartalmú bázis timin, amely a mellette lévő adeninnel alakít ki hidrogénkötéseket. Ha ezt uracillá szeretnénk alakítani, csak ezt a metilcsoportot kell eltüntetni. Kicserélem ezt egy hidrogénatomra, amit külön jelölés nélkül ide gondolok, és máris kész az uracil. Láthatod, hogy az uracil és a timin nagyon hasonló molekulák, nagyon hasonló nitrogéntartalmú bázisok, ezért nagyon hasonló szerepet játszhatnak. És valóban, az uracil párja is az adenin, ami a timinnel is párt alkot. Ezen kívül minden más ugyanaz marad. Érdekes kérdés, hogy miért van itt uracil? Miért nem timin? Vagy megfordítva: másutt miért van timin? Miért nem uracil? Olvasmányaim alapján az a magyarázat, hogy az uracil kissé hajlamosabb a hibákra. Nagyobb eséllyel létesít kötést más anyagokkal a kódolás során. Kevésbé stabil, mint a timin. Az uracil csökkenti az RNS molekula, vagyis az információátviteli gépezet stabilitását. Ez az információátvitelnek egy kevésbé stabil módja. Mint olvastam, az evolúció során az RNS megjelenését sokan korábbra teszik, mint a DNS-ét. A korai időkben zajlott sok változás alatt az uracil is megfelelőnek bizonyult a feladatra, amelynek során sokszor léptek fel hibák. Később szükségessé vált az információ pontosabb megőrzése, a hibák esélyének csökkentése, és a timin biztosított lehetőséget a stabilitásra. Felmerül a kérdés: miért maradt meg az uracil is? Nos az RNS molekuláknak sokféle feladata van a sejtekben. A hírvivő RNS-ek információt továbbítanak, ami a DNS-ről átíródva a riboszómákon fordítódik le. Ám ezután jobb, ha eltűnnek. Tulajdonképpen az a jó, ha egy kissé instabilak. Ez érdekes kérdés. Miért helyettesíti az uracil a timint, illetve a timin az uracilt? De ez is egy azon áruló jelek közül, amelyek alapján felismerhető az RNS. Most tehát a bal oldalon – – ezt más színnel jelölöm – – ez a szál tehát, ahogyan a rajz is mutatja, egy RNS molekula. Tekintsük úgy, hogy itt éppen átírás történik, amikor is a DNS egyik száláról információ másolódik, ez pedig egy mRNS, azaz hírvivő (messenger) RNS. Lássuk részletesen, mi történik itt. A hírvivő RNS helyzete úgy írható le, hogy egy foszfátcsoporttól kiindulva az 5', 4', 3' szénatomokon át jutunk el a következő foszfátcsoportig, majd 5', 4', 3' szénatom, és újabb foszfátcsoport jön. Tehát az 5' vég van felül, a 3' vég pedig alul, míg a DNS molekulának ez a szála fordított állású. Ez itt az 5' szénatom, ez pedig a 3' szénatom. A sorrend tehát: foszfát, 3', 5', foszfát, azaz 3' fent, és 5' lent. Ha szeretnénk mindezt egyben bemutatni, a bázisok jeleit használva, felrajzolhatjuk ide az mRNS-t. Itt van az 5' vége, itt pedig a 3' vége, Itt felül, ez a bázis az uracil, ez a második pedig a citozin. Mindez épp most íródik át a jobb oldalon látható DNS molekuláról. Ez itt a DNS, amely antiparallel állású, azaz fordítottan párhuzamos. A cukrok megfordítva állnak, így ez a 3' vége, ez pedig az 5' vége. Az uracil hidrogénkötésekkel kapcsolódik az adeninhez. Ez itt az adenin. Szaggatott vonallal jelölöm a hidrogénkötéseket. A citozin hidrogénkötésekkel kapcsolódik a guaninhoz. Ez itt tehát a guanin. A hidrogénkötést átírom fehér színnel. Ezek többszörös hidrogénkötések. Tehát itt van az mRNS, a jobb oldalon pedig a DNS. Ilyenformán történik az átírás. Lássuk, milyen típusai vannak az RNS-nek. Korábbi videókban már beszéltünk erről. Van tehát hírvivő RNS, amely fontos szerepet játszik a DNS-ből származó információ továbbításában, amelynek a transzlációját a tRNS-ek végzik a riboszómákon. Máris megemlítettem egy másik RNS típust, a transzfer (szállító) RNS-t, röviden tRNS-t. Az transzkripciót és transzlációt bemutató videóban bemutatjuk hogyan teszi ezt a tRNS, amikor az egyik végén aminosavakat szállít, a másik végén lévő antikodonokkal pedig az mRNS kodonjaihoz kapcsolódik, így téve lehetővé a fehérjék felépítését. Ez a kép itt egy tRNS molekulát ábrázol. Gyakran úgy gondoljuk, hogy a DNS mellett az mRNS, az RNS csak köztes termék a fehérjeszintézis során. Ez sokszor így is van, máskor azonban maga az RNS a kívánt végtermék. Az RNS más szerepet is betölt a sejtben az információ továbbításán túl. Erre példa a tRNS, amelynek érdekes szerkezete itt látható. Az aminosav nagyjából ehhez a felső részhez kapcsolódik, az antikodon pedig itt látható a jobb alsó részén. A különböző tRNS molekulák különböző aminosavakat kötnek meg, és az antikodonjuk is különbözik. Ez tehát az RNS-ek egy másik szerepe, emellett létezik például riboszómális RNS is, amely részt vesz a riboszómák felépítésében, ahol a fordítás (transzláció) zajlik. Vannak úgynevezett mikroRNS-ek is, ezek rövid RNS-láncok, amelyek más RNS-ek lefordítását szabályozhatják. A DNS tehát sok figyelmet kap, de az RNS is nagyon-nagyon fontos. Sokan úgy vélik, az RNS korábban keletkezett, lehetséges, hogy a legelső életformák csupán önmagukat másoló RNS molekulák voltak, és a DNS az RNS-ből fejlődött ki, de az RNS is a színen maradt, hiszen továbbra is nagyon hasznos.
A biológia tananyag támogatója: Amgen Foundation