Характеристика РНК. 
Биология

РНК бывают следующих видов.

• 1. Информационные РНК (иРНК). Поскольку иРНК «переносят» информацию со структурных генов ДНК на полипептидную молекулу, их число приблизительно соответствует числу белков в клетке (у человека — около 100 тыс.). Особенностью структуры молекулы зрелой иРНК является наличие у нее двух функционально различных концов — головного (5'-конца), на котором находится кэп-участок («копачок») из 1—4 модифицированных нуклеотидов и хвостового (З'-конца), содержащего поли (А)-фрагмент из 150—200 адениловых нуклеотидов. Считается, что кэп-участок защищает 5'-конец молекулы от ферментов экзонуклеаз, а поли (А)-хвост принимает участие в регуляции продолжительности жизни иРНК. Необходимо отметить, что в клетках высших организмов (растений, животных) иРНК транспортируется из ядра в цитоплазму в комплексе с белками (эти частицы называются информосомами). Белковые компоненты этих частиц играют важную роль в регуляции синтеза белка на уровне трансляции.
• 2. Рибосомные РНК (рРНК). У прокариотических организмов имеется 3 разновидности рРНК, у эукариотических — 4. На долю рРНК приходится 80—90% от всех РНК клетки.
• 3. Транспортные РНК (тРНК). Принято выделять 20 типов (по числу аминокислот, с которыми они избирательно взаимодействуют) и 60 разновидностей тРНК. Избыточное число разновидностей тРПК, связывающих одну и ту же аминокислоту (такие семейства тРНК называются изоакцепторными), отражает принцип избыточности генетического кода и направлено на повышение точности включения данной аминокислоты в полипептидную цепочку и тем самым — на повышение помехоустойчивости процесса трансляции.

В состав молекулы тРНК входит 75—95 мононуклеотидных остатков.

Первичная структура индивидуальная для каждой разновидности тРНК.

Вторичная структура: «клеверный лист»; структурные элементы: спиральные и неспиральиые участки, центр для связывания аминокислоты, центр для взаимодействия с кодоном иРНК — антикодон (рис. 3.62).

Третичная структура: L-форма (рис. 3.63) (обеспечивает эффективное связывание молекулы с субчастицами рибосомы и специальными белковыми факторами, ответственными за инициацию синтеза полипептида, его удлинение и завершение трансляции).

• 4. РНК со специальными функциями:
  • а) малые ядерные РНК (мяРНК) обладают каталитической активностью, играют важную роль в процессе преобразования преиРНКвиРНК;
  • б) интерферирующие РНК выполняют функцию узнавания и инактивации тех иРНК, которые должны быть исключены из процесса трансляции (явление РНК-интерференции). Кроме того, принимают участие в защите клеток от вирусов. Обладают способностью к саморепликации;
  • в) супрессорные РНК способны исправлять генные (точечные) мутации, заключающиеся в замене одного нуклеотида в кодоне. Такого рода мутации (нонсенс-мутации) превращают кодон в бессмысленный, т. е. не кодирующий никакую аминокислоту. Па этапе трансляции супрессорные РНК обеспечивают прочтение нонсенс-

Рис. 3.62. Вторичная структура тРНК («клеверный лист»):

1 — двуспиральный участок; 2 — петля; 3 — центр для связывания с аминокислотой; 4 — центр для взаимодействия с кодоном иРНК при трансляции (антикодон).

Рис. 3.63. Третичная структура тРНК (L-форма)

кодона как значащего и включают в соответствующее место строящегося полипептида необходимую аминокислоту;

• г) микро-РНК — короткие одноцепочечные РНК (длиной в 21 — 24 нуклеотида); принимают непосредственное участие в регуляции экспрессии генов путем избирательной блокады инициации трансляции и РНК;
• д) РНК-переключатели (см. с. 143).

Необходимо отметить, что молекулы РНК характеризуются более сложной пространственной структурой, чем ДНК, и в этом отношении напоминают белки. Структурное разнообразие и конформационная подвижность молекул РНК во многом определяются наличием в каждом звене полимера свободной гидроксильной группы, благодаря которой внутри молекулы могут образовываться дополнительные водородные связи. Кроме того, эта функциональная группа способна взаимодействовать с фосфатными группами мононуклеотидных звеньев, а также с ионами металлов. Полагают, что способность молекул рибополинуклеотидов к самопроизвольному формированию определенных пространственных структур с уникальной архитектурой поверхности лежит в основе функции специфического молекулярного узнавания. Наиболее демонстративно это прослеживается у тРНК (которые в процессе рскогниции и трансляции вступают в сложные взаимодействия с ферментом кодазой, аминокислотами, рРПК, иРНК и др.) и малых ядерных РНК, проявляющих каталитическую активность.