Home | BAC/Teze | Biblioteca | Jobs | Referate | Horoscop | Muzica | Dex | Games | Barbie

 

Search!

     

 

Index | Forum | E-mail

   

Aceasta prezentare generala se adreseaza persoanelor pasionate de studiul biologiei. Prezentarea a fost realizata in scop didactic, conform programei de invatamant, prezentand anatomia si fiziologia omului precum si alte teme de interes general.

 

 
 
 
 
 Meniu rapid  Portalul e-scoala | CAMPUS ASLS | Forum discutii | Premii de excelenta | Europa





 

 

 

 

Inapoi la cuprins

 

ARN Mesager

 Tipuri de Acizi RiboNucleici

În celulele diferitelor organisme au fost evidențiate trei tipuri de acizi ribonucleici: mesager [ARN-m], solubil (de transfer) [ARN-s] și ribozomal [ARN-r].
ARN - m este sintetizat în timpul transcripției mesajului genetic (procesul de transcriere a informației genetice conținută de catena de ADN într-o secvență complementară de ARN - m) și servește ca tipar pentru sinteza proteinelor. Pe lângă faptul că ARN - m preia informația genetică de la ADN are și rolul de a transmite această informație prin translație organitelor citoplasmice (ribozomi) cu rol în sinteza proteinelor.
La ribovirusuri există un alt tip de acid ribonucleic și anume ARN viral care are același rol biologic cu ADN celular sau viral.

Acidul ribonucleic MESAGER

E. W o l k i n și L. A s t r a h a n (1958) au descoperit primii existența unui acid ribonucleic de un tip special, denumit mesager. Cercetările lor efectuate la Eschichia coli au pus în evidență ca acest A R N-m are caracteristici proprii, astfel că el poate fi diferențiat de alte fracții de A R N. Pentru punerea in evidență a A R N-m s-a facut următoarea experiență bacterii de E. coil au fost infectate cu un bacteriofag, jar după două minute au fost trecute pe un mediu cu fosfor radioacfiv (P32). După trei minute bacteriile sunt spălate de mediul radioactiv și apoi se realizează un extract bacterian, care este supus actiunți dezoxiribotiucleazei ce hidrolizează A D N. Extrasul bacterian este centrifugat in gradient de densilate cu o soluție de zaharoză și în prezența ionilor de magneziu (Mg++) în concentrație de 10 -4 M. În tubul centrifugei se obțin astfel mai multe straluri conținind A R N ce au viteze de sedimentare diferite, care sunt separate prin găurirea fundului tubului si recoltarea conținutului picătură cu picătură, numerotindu-se picăturile. Primele sunt recuperate straturile cu viteză de sedimentare mai mare. La fiecare strat în parte se măsoară densitatea optică in U.V. cu lungimea de undă de 2 600 A, pentru a obține concentrația în acizi nucleici, și totodată se măsoară radioactivitatea.
Studiul in U.V. al densității optice aratp existența a două maxime corespunzătoare vitezelor de sedimentare 50 S și 30 S, caracteristice particulelor ribozomlale bogate în A R N. Aceste straturi prezintă o tadioactivitate redusă.
Măsurarea radioactivității diferitelor straturi arată că maximul se realizează pentru stratul 20 S. A R N corespunzător acestei viteze de sedimentare reprezintă numai o mica fracție din cantitatea totală de A R N, sintetizată in timp scurt in prezenta P32. Prin hidroliza ușoară a acestei fracții și examenul său cromatografic, s-a constatat că A R N ce conține nucleotide radioactive are o compoziție in baze similară cu A D N, dar în care timina esle înlocuită de uracil. 
Acest fenomen poate fi evidențiat și prin realizarea unor hibrizi moleculari A D N - A R N - m, prin separarea în gradient cu clorură de cesium. S-a observat că 40 - 60% din A R N-m participă la formarea hibridului molecular respectiv.
Studiul cantitativ al bazelor azotate aflate in molecula de A R N-m, prezentat in tabelul de mai sus, arată că citozina + guanina variază procentual la diferite specii în limite relativ mari, însă această variație este foarte asemănătoare cu cea suferită de bazele corespunzătoare din A D N. Acesta este un argument important în sprijinul tezei că acest tip de A R N este complementar A D N și purtătorul mesajului genetic. Un alt argument îi constituie raportul dintre bazele purinice și pirimidinice care este aproximativ 1, la fel ca la A D N. 
Într-o altă serie de experimente similare s-a marcat A R N-r din ribozoimi cu P32, pus la dispoziția celulelor bacteriene timp mai lung înainte de începerea experienței, dar A R N-m s-a marcat cn uridină C14 un timp scurt, în prezența ionilor de magneziu (Mg++) în concentrație de 10-2 . Curba radioactivității A R N din ribozomi (P32) prezintă un maximum corespunzător fracției de sedimentare 70 S, datorită faptului că ribozoimii și polisomii nu sunt distruși în această experiență. În ceea ce privește A R N-m, studiul radioactivității C14 a arătat ca acest tip de A R N nou sintetizat se găsește legat în mare parte de ribozomi. Această fracție de A R N total este capabilă de hibridare cn A D N, fapt care demonstrează că este vorba de A R N-m rapid sintetizat în prezența carbonului radioactiv (C14).
A R N-m are următoarele caracteristici: este sintetizat rapid in celulă, fapt evidențiat prin experimentele amintite, este heterogen privind viteza de sedimentare și respectiv greutatea moleculară, este capabil de hibridare cu o catenă de A D N a cărei secvență de nucleotidă o copiează, este responsabil de asocierea ribozomilor 70 S în polisomi și are un rol important în sinteza proteinelor.
In ceea ce privește viteza de sedimentare, A R N-m de la E. coli asociat cu ribozomi face parte dintr-o fractie superioarä 70 S, insă A R N-m liber are o greutate molecularä mai redusă și o viteză de sedimentare cuprinsă între 7 S și 15 S, fiind deci heterogen. Se pare că heterogenitatea se datorește măririi genelor copiate din A D N. Prin separarea celor două catene de A D N s-a reușit realizarea de hibrizi A R N-m A D N numai cu una din catene, fapt care indică posibilitatea de copiere a mesajului genetic numai a uneia dintre catene. La E. coli, de pildă, molecula de A R N-m conține intre 900-1 500 nucleotide din cauză că proteinele au în medie între 300-500 aimnoacizi.
A R N-m este responsabil cu asocierea ribozomilor 70 S în polisomi cu o viteză de sedimentare care depășește uneori chiar 100 S. S-a constatat experimental că blocarea formării polisomilor împiedică sinteza proteică din celulă.
În sfirșit, rolul A R N-m în sinteza proteică a fost demonstrat expetimental, prin adausul de A R N-m de la A D N bacteriofagic la un sisterm acelular de E. coli conținând metaboliți și ribozomi. S-a observat o sinteză rapidă de proteine specifice bacteriofagului.
A R N din ribovirusuri este considerat un fel de A R N-m, el având capacitatea de a provoca sinteza proteinei virale atât într-un sistem acelular cât și în celula-gazdă.
Sinteza A R N-m este inhibată de unii antibiotici, printre care și actinomicina D atât ,,in vivo" cât și "in vitro". Mecanismul de acțiune al antibioticului nu este bine cunoscut, se consideră însă că actinomicina intră în cormpetiție cu enzima polimerizantă, astfel că sinteza A R N-m este blocată.
Greutatea moleculară a A R N-m este foarte variabilă, în funcție de cantitatea de informație genetică a genelor respective. Ea variază între 100 000 și câteva milioane (de la un organism la altul).
Cantitatea de A R N-m în celulă este de numai circa 2% din totalul A R N celular, fiid deci cel mai redus în cantitate.
A R N-m are o greutate moleculară și o viteză de sedimentare la ultracentrifugare foarte variabilă (8 S - 45 S). El este cormplernentar unei catene a moleculei de A D N, fapt pentru care se produc ușor hibrizi moleculari ADN - ARN-m.
In celule, A R N-m se găsește adesea asociat cu ribozomii formând poliribozomi sau polisomi. Studiul in vitro al vitezei proteice pare să arate că moleculele de A R N-m conțin una sau mai multe regiuni care initiază sinteza 
lantului polipeptidic și care ar fi reprezentatä dc o triplelă inițiatoare ce ar codifica aminoacidul N-formilmetionina. Acești codoni sunt A U G, G U G și U U G. Aceste regiuni specifice ar actiona selectiv în citirea mesajului genetic.
La bacterii s-a constatat în general că prezența inductorului și respectiv corepresorului determinp modificări rapide în sinteza enzimatică. Pe baza observției privind rapida adaptare a bacteriilor la schinibările de mediu s-a studiat stabilitatea moleculelor de A R N-m, constatindu-se că ele au o viată foarte scurtă, de numai circa două minute, după care sunt hidrolizate. Deși nu se cunoaște mecanismul prin care moleculele de A R N-m sunt descormpuse, se consideră totuși că ele își păstrează stabilitatea atâta timp cât se găsesc atașate de ribozomi. De exemplu, adăugarea sau eliminarea lactozei în mediu (inductor) determină rapida modificare a cantității de A R N-m, la E. coli.

La animalele superioare s-a constatat însă că în celulele diferențiate A R N-m este metabolic stabil. De pildă, în globulele roșii ale sângelui care sintetizează hemoglobina s-a constatat că nu are loc un proces de sinteză a A R N. Din cauza mediului foarte constant al organismului, s-a constatat că în aceste celule nu este nevoie de sinteza si hidroliza continua a A R N-m, de asemenea celulele trebuie să producă aproape continuu hemoglobină. Încercările experimentale cu ajutorul precursorilor A R N marcați cu tritiu (H3) au demonstrat că A R N-m existent în celule este metabolic stabil, având o viață lungă. Același fenormen al stabilității A R N-m s-a constatat și în celulele ficatului.
 

Rolul ARN-m în sinteza proteinelor - alimentelor 

Proteinele sunt componente esențiale ale organismelor vii. Ele reprezintă circa 50% din nsubstanța uscată a celulelor. Unele proteine, cum este colagenul au rol în realizarea structurilor organismului, iar altele cum sunt enzimele au rolul de a cataliza reacțiile metabolice. 

Sinteza proteinelor "in vivo" se realizeaă pe baza informației genetice din acizii nucleici.
Rezultatul cercetărilor privind funțiile materialului genetic pot fi sintetizate în relația
ADN ARN proteine. Conform acesteia informația genetică se reproduce prin replicație și este decodificată (transformată într-o proteină sau enzimă specifică) prin transcriție și translație.
Prin transcripție se înțelege procesul de copiere a informației înregistrată în ADN de către moleculele de ADN, iar prin translație, un complex de procese prin care se deccaodifică informația cuprinsă în ARN-m.
Prima etapă în procesul de sinteză proteică 0 coflstitue transcripția inforrnației genetice din ADN in ARN-m.
Fenomenul de transcripție a iniormației genetice de la ADN la ARN se realizează cu ajutorul enzimei ARN-polimeraza. ARN-m copiază informația genetică numai a unei catene din macromolecuta de ADN.
În celulele procariotelor, ARN-m copiază informația genetică a mai multor gene adiacente care alcătuiesc un operon. Ca urmare, se sintetizează concomitent mai multe proteine, de care celula are nevoie la un moment dat. Pe măsură ce se sintetizează moieculele de ARN-m, începe și sinteza catenelor polipeptidice.
La eucariote, ARN-m copiază de regulă informația genetică a unei singure gene. Acest ARN-m, după ce suferă unele modificări prin eliminarea secventelor noninformationale, migrează în citoplasmă, unde are loc sinteza proteică.
Prin transcripția informației genetice se înțelege nu numai sinteza ARN-m, ci și a celorlalte două tipuri de acizi ribonucleici (ARNr și ARNt), care sunt necesari pentru realizarea sintezei proteice.
Etapa următoare a sintezei proteice este reprezentantă de translație, în urma căreia o secvență de nucleotide din ARN-m este transformată într-o secvență de aminoacizi în molecula proteică. ARN-m se cuplează cu ribozomii din citoplasmă formând poliribozomi. Concomitent are loc activarea aminoacizilor (AA) din citoplasmă prin legarea lor de ATP (adenozintrifosfat), substanță chimică ce servește ca donator de energie.

Cele 3 faze ale biosintezei proteice pot fi redate sintetic astfel:

AA+ATP aminoacil AA ~ AMP + P ~ P, adică un amino acid oarecare sintetaze este activat în urma reactiei cu molecula de ATP donatoare de energie sub influența enzimelor denumite aminoacilsintetaze. Ca urmare, aminoacidul se leagă de AMP (adenozinmonofosfat), iar două grupări fosfat sunt puse în libertate. În aceastăfază are loc transferul aminoacizilor activați la ARNt, sub influența acelorași enzime din etapa precedentă. Cu ajutorul moleculelor de ARNt, aminoacizii sunt transferați la locul sintezei proteice in ribozomi. În ultima fază (a treia) are loc asamblarea polipeptidelor cu ajutorul ribozomilor.
În această fază, aminoacizii, de pibdă AA1 și AA2, se unesc între ei prin legături peptidice cu ajutorul enzimetor peptidpolimeraze. Se formează astfel catene polipeptidice, iar moleculele de ARNt sunt puse in libertate și sunt reciclate, adică refobosite în procesul sintezei proteice. De asemenea și robozomii sunt reciclati în cursul sintezei proteice.
Proteinele având un rol plastic, ca substanțe alimentare se găsesc atât în produse alimentare de origine animală cât și vegetală. Carnea, peștele, ouăle, mezelurile, brânzeturile etc. sunt bogate în proteine animale. Leguminoasele uscate (mazărea, fasolea, lintea), cartofii, pâinea etc. conțin proteine vegetale.


Bibliografie:
Anghel I., Toma V. - Ctologie Vgetală / E.D.P., Benzer S. - Genetic fine structure/New York, Ed. Academic Press, Burns G. W. - The Science of Genetics/Ed. The Magmillan co., Crăciun T. - Mecanismele Eredității/Ed. Albatros, Gavrilă L. - Curs Genetică, Ionescu - Varo M. - Biologie Celulară, Raicu P. - Genetică /E.D.P., Microsoft Encarta Deluxe 2001, World Book Encilopedia 1999

 

 

Home | BAC/Teze | Biblioteca | Referate | Games | Horoscop | Muzica | Versuri | Limbi straine | DEX

Modele CV | Wallpaper | Download gratuit | JOB & CARIERA | Harti | Bancuri si perle | Jocuri Barbie

Iluzii optice | Romana | Geografie | Chimie | Biologie | Engleza | Psihologie | Economie | Istorie | Chat

 

Joburi Studenti JOB-Studenti.ro

Oportunitati si locuri de munca pentru studenti si tineri profesionisti - afla cele mai noi oferte de job!

Online StudentOnlineStudent.ro

Viata in campus: stiri, burse, cazari, cluburi, baluri ale bobocilor - afla totul despre viata in studentie!

Cariere si modele CVStudentCV.ro

Dezvoltare personala pentru tineri - investeste in tine si invata ponturi pentru succesul tau in cariera!

 

 > Contribuie la proiect - Trimite un articol scris de tine

Gazduit de eXtrem computers | Project Manager: Bogdan Gavrila (C)  

 

Toate Drepturile Rezervate - ScoalaOnline Romania