Направленность (молекулярная биология) - Directionality (molecular biology)
Направленность, в молекулярная биология и биохимия, представляет собой сквозную химическую ориентацию одиночной нити нуклеиновая кислота. В одной нити ДНК или РНК, химическое соглашение об именах атомов углерода в нуклеотид сахарное кольцо означает, что будет 5′-end (обычно произносится как «пять простых концов»), который часто содержит фосфат группа, присоединенная к 5'-углеродному рибоза кольцо и 3′-конечный (обычно произносится как «три простых конца»), который обычно не модифицирован из-за заместителя рибозы -ОН. В Двойная спираль ДНК нити проходят в противоположных направлениях, чтобы базовая пара между ними, что важно для репликации или транскрипции закодированной информации.
Нуклеиновые кислоты можно только синтезировать in vivo в направлении 5'-к-3 ', поскольку полимеразы которые собирают различные типы новых нитей, обычно полагаются на энергию, производимую при разрыве нуклеозидтрифосфат связи для присоединения новых нуклеозидмонофосфатов к 3'-гидроксил (-OH) группа через фосфодиэфирная связь. Относительное положение структур вдоль цепи нуклеиновой кислоты, включая гены и различный белок участок связывания, обычно отмечаются как вверх по течению (ближе к 5'-концу) или вниз по течению (ближе к 3′-концу). (Смотрите также вверх по течению и ниже по течению.)
Направленность связана с, но не зависит от смысл. Транскрипция одноцепочечной РНК из двухцепочечной матрицы ДНК требует выбора одной цепи матрицы ДНК в качестве цепи матрицы, которая напрямую взаимодействует с зарождающейся РНК из-за дополнительная последовательность. Другая цепь не копируется напрямую, но обязательно ее последовательность будет аналогична последовательности РНК. Сайты инициации транскрипции обычно встречаются на обеих цепях ДНК организма и определяют местоположение, направление и обстоятельства, при которых будет происходить транскрипция. Если транскрипт кодирует один или (редко) несколько белки, трансляция каждого белка рибосома будет проходить в направлении от 5 'к 3' и будет распространять белок от его N-конца к его C-концу. Например, в типичном гене стартовый кодон (5'-ATG-3 ') представляет собой последовательность ДНК в смысловой цепи. Транскрипция начинается с вышестоящего сайта (относительно смысловой цепи), и по мере прохождения через область она копирует 3'-TAC-5 'из цепи-матрицы с образованием 5'-AUG-3' внутри информационная РНК (мРНК). МРНК сканируется рибосомой с 5'-конца, где стартовый кодон направляет включение метионин (бактерии, митохондрии, и пластиды использовать N-формилметионин вместо этого) на N-конце белка. По соглашению, отдельные нити ДНК и РНК последовательности записываются в направлении от 5'-к-3 ', за исключением случаев, когда это необходимо для иллюстрации паттерна спаривания оснований.
5'-конец
5'-конец (произносится как «пять простых концов») обозначает конец цепи ДНК или РНК, которая имеет пятый углерод в сахарное кольцо из дезоксирибоза или рибоза на его конце. А фосфат группа прикреплена к 5'-концам разрешений перевязка из двух нуклеотиды, т.е. ковалентное связывание 5'-фосфата с 3'-гидроксильной группой другого нуклеотида, с образованием фосфодиэфирная связь. Удаление 5'-фосфата предотвращает лигирование. Чтобы предотвратить нежелательное лигирование нуклеиновых кислот (например, самолигирование плазмидный вектор в Клонирование ДНК ), молекулярные биологи обычно удаляют 5'-фосфат с помощью фосфатаза.
5'-конец зарождающегося информационная РНК это сайт, на котором посттранскрипционный кеппинг происходит процесс, который жизненно важен для производства зрелой матричной РНК. Кеппинг увеличивает стабильность информационной РНК, пока она подвергается перевод, обеспечивая устойчивость к разрушающему воздействию экзонуклеазы.[нужна цитата ] Он состоит из метилированный нуклеотид (метилгуанозин ) присоединена к матричной РНК через редкую 5'- к 5'-трифосфатной связи.
В 5′-фланговый область, край из ген часто обозначает участок ДНК, который не транскрибируется в РНК. 5'-фланкирующая область содержит промотор гена, а также могут содержать энхансеры или другие сайты связывания с белками.
В 5′-непереведенный область, край (5'-UTR) представляет собой область гена, которая транскрибируется в мРНК и расположена на 5'-конце мРНК. Этот регион мРНК может или не может быть переведено, но обычно участвует в регулировании перевода. 5'-нетранслируемая область представляет собой часть ДНК, начинающуюся от кэп-сайта и простирающуюся до основания непосредственно перед кодоном инициации трансляции AUG основной кодирующей последовательности. Эта область может иметь последовательности, такие как сайт связывания рибосомы и Последовательность Козака, которые определяют эффективность трансляции мРНК или могут влиять на стабильность мРНК.
3'-конец
3'-конец (три простых конца) нити назван так из-за того, что он оканчивается на гидроксил группа третьего углерода в сахарное кольцо, и известен как хвост. 3'-гидроксил необходим в синтезе новых молекул нуклеиновых кислот, так как он перевязанный (присоединенный) к 5'-фосфату отдельного нуклеотида, что позволяет образовывать цепи связанных нуклеотидов.
Молекулярные биологи можешь использовать нуклеотиды в которых отсутствует 3'-гидроксил (дидезоксирибонуклеотиды), чтобы прерывать репликацию ДНК. Этот метод известен как метод обрыва цепи дидезокси или метод Сэнгера и используется для определить порядок нуклеотидов в ДНК.
3'-конец зарождающегося информационная РНК это сайт посттранскрипционное полиаденилирование, который прикрепляет цепочку от 50 до 250 аденозин остатки для производства зрелой матричной РНК. Эта цепочка помогает определить, как долго информационная РНК существует в клетке, влияя на то, сколько белка вырабатывается из нее.
3′-фланговый область - это область ДНК, которая не копируется в зрелую мРНК, но которая присутствует рядом с 3'-концом гена. Первоначально считалось, что 3'-фланкирующая ДНК вообще не транскрибируется, но было обнаружено, что она транскрибируется в РНК и быстро удаляется во время обработки первичного транскрипта с образованием зрелой мРНК. 3'-фланкирующая область часто содержит последовательности, которые влияют на формирование 3'-конца сообщения. Он также может содержать энхансеры или другие сайты, с которыми могут связываться белки.
В 3′-непереведенный область, край (3'-UTR) представляет собой область ДНК, которая является транскрибируется в мРНК и становится 3'-концом сообщения, но не содержит последовательности, кодирующей белок. Все между стоп-кодон и полиА хвост считается 3'-нетранслируемым. 3'-нетранслируемая область может влиять на эффективность трансляции мРНК или стабильность мРНК. Он также имеет последовательности, которые требуются для добавления поли (A) хвоста к сообщению, включая гексануклеотид AAUAAA.
Смотрите также
дальнейшее чтение
- Харви Лодиш; Арнольд Берк; Пол Мацудаира; Крис А. Кайзер (2004). Молекулярная клеточная биология (5-е изд.). Нью-Йорк: W.H. Фримен и компания. ISBN 978-0-7167-4366-8.