Heeft RNA thymine: 7 feiten die u moet weten?

by

Heb je je ooit afgevraagd of de stikstofhoudende basenparen in RNA hetzelfde zijn als DNA? In dit bericht wordt uitgebreid ingegaan op "heeft RNA thymine".

De stikstofbasenparen van DNA zijn adenine, guanine, cytosine en thymine. RNA heeft ook al deze, maar niet thymine. RNA heeft een ander stikstofbasenpaar dat uracil is in plaats van thymine, dat de RNA-structuur zijn vele kenmerken geeft.

De RNA-structuur heeft een paar verschillen in vergelijking met de structuur van DNA, en een verschil is de aanwezigheid van ribosesuiker in RNA, terwijl DNA deoxyribosesuiker heeft. Een ander verschil in samenstelling is dat RNA uracil-basenparen bevat in plaats van thymine. Dit uracil koppelt via 2 H-bindingen met adenineresten.

Dit enkelstrengs polymeer bevat veel residuen die zijn verbonden via 3'- tot 5'-fosfodiesterbindingen. Een interessant ding voor u om te weten voordat we diep in het onderwerp duiken, is dat chemisch thymine gelijk is aan 5-methyluracil. Voeg een methylgroep toe aan het 5e koolstofatoom van uracil, en nu heb je een thymineresidu. Slechts een klein structureel verschil, maar enorme moleculaire rollen.

Heeft tRNA? thymine?

Na transcriptie van tRNA-polypeptide ondergaat het verschillende post-translationele modificaties, die verantwoordelijk zijn voor verschillende veranderingen in de structuur. Een van deze modificaties is de 5'-methylering van de uracilrest van de T-lus, wat resulteert in de vorming van een thyminerest. Dus volwassen tRNA bevat wel een thymineresidu. 

Deze post-translationele modificaties zijn onmisbaar voor een goede 3D-vouwing en functionele aspecten van tRNA. Dus al het tRNA bevat één thymine-residu in de T-lus.

tRNA staat voor transfer-RNA en functioneel is het geassocieerd met de taak om verwante aminozuren over te brengen naar de groeiende polypeptideketen tijdens de translatie van mRNA. Van de drie soorten RNA's heeft deze slechts 75-90 basenparen, waardoor het de kleinste is.

Chemisch gezien heeft het tRNA verschillende gemodificeerde basen, maar eerst, we moet weten iets over de structuur van tRNA. Structureel lijkt tRNA op een klaverbladstructuur in 2D, maar in werkelijkheid (3D) neemt het een L-achtige structuur aan met verschillende lussen. tRNA heeft verschillende lussen: D-lus, anticodon-lus, variabele lus en T-lus.

heeft rna thymine?
Klaverbladstructuur van tRNA van Wikipedia

Is thymine aanwezig in ribosomaal RNA?

Gewoonlijk is thymine afwezig in RNA, maar in bepaalde gevallen kunnen verschillende post-transcriptionele modificaties de chemische samenstelling veranderen, en dat is wat er gebeurt met de 23S-subeenheid van rRNA waarin twee uracil-residuen (positie 74 en 1939) zijn gemeld aan hebben 5′-methylering wat resulteert in de vorming van thymineresiduen. Afgezien van deze modificaties is thymine niet gerapporteerd in de structuur van rRNA.

ribosomaal RNA (rRNA) vormt het grootste deel van het RNA-gehalte in een cel. De structuur heeft meestal twee subeenheden - een grote en een kleine. Deze subeenheden verder bevatten verschillende rRNA-moleculen en eiwitten, waardoor het een complex van rRNA's en eiwitten wordt.

Welk RNA heeft thymine?

We hebben de basis geleerd van twee soorten RNA's: tRNA en rRNA. mRNA heeft geen thymineresidu, maar de andere twee hebben dit residu, waardoor ze een uitzondering vormen op de algemene regel dat thymine afwezig is in de structuur van RNA. 

Welke base vervangt thymine in RNA?

Thymine wordt in wezen vervangen door uracil in ribonucleïnezuur. uracil is een stikstofhoudend basenpaar dat behoort tot de pyrimidinegroep. Het heeft een zesledige heterocyclische ringstructuur met de chemische formule C4H4N2O2 en IUPAC-naam – Pyrimidine-2,4(1H,3H)-dion. Zoals eerder besproken, als dit uracil gemethyleerd is (toevoeging van -CH3-groep) op de 5'-positie, staat het bekend als thymine-basenpaar.

Dus thymine en uracil lijken tot op zekere hoogte qua structuur behoorlijk op elkaar, maar hun functionele aspecten zijn heel verschillend, zoals we in de komende paragrafen zullen zien.

Uracil heeft twee tautomere vormen: amide en imide. Het wordt uridine (een ribonucleoside) genoemd wanneer het aan een ribosesuiker is gebonden. De toevoeging van fosfaatgroepen zal leiden tot de vorming van een ribonucleotide genaamd uridine 5′-trifosfaat als drie fosfaatgroepen worden toegevoegd.

Waarom heeft rna? uracil in plaats van thymine?

De productie van thymine in een cel vereist uridinemonofosfaat (UMP) als uitgangsmateriaal, twee verschillende enzymen en verschillende cofactoren, waardoor het een proces is dat veel energie kost. Nu hoeven cellen niet slechts één of twee thyminemoleculen te produceren. Ze moeten duizenden van deze basenparen synthetiseren, dus door deze discriminatie toe te passen, bespaart de cel wat energie omdat het vervangen van thymine door uracil geen effect heeft op de adenine-interactie en coderingsfuncties.

Een andere reden die apart moet worden aangepakt, is dat cytosine chemisch minder stabiel is en dat deaminering van cytosine, dat uracil produceert, een veel voorkomend proces in cellen is. Nu, cytosine basenparen met guanine (C:G), en deze deaminering zal resulteren in de vorming van uracil in DNA, dat een basenpaar zal vormen met adenine in de dochterstreng, en dit leidt tot een C: A basenpaarmutatie in de DNA en deze mutatie zullen in alle nakomelingen worden gedragen. 

Het methylgroepverschil tussen thymine en uracil speelt geen rol bij het beïnvloeden van hun Watson-crick-koppeling, aangezien ze allebei via twee waterstofbruggen met adenine paren. Dit onderscheid tussen deze twee basenparen is echter vrij streng in een cel, dus je zou je kunnen afvragen waarom dat. 

Dus door onderscheid te maken tussen thymine en uracil, bespaart een cel wat energie en minimaliseert het het overgangstype van mutaties. 

Heeft dna wel uracil?

Vanwege de chemische instabiliteit van het cytosine komt uracil niet voor in het DNA, omdat dit het vatbaarder zou maken voor mutaties van enkelvoudige basenparen. Daarom komt uracil niet voor in DNA.

Waarom heeft dna geen uracil?

De mismatch-reparatie-enzymen zijn behoorlijk geconserveerd in alle levensvormen, wat verder de noodzaak van uracil-thymine-discriminatie aangeeft. 

De fundamentele reden voor het ontbreken van uracil in de DNA-structuur is de evolutie van specifieke machines in de cel die uracil in DNA herkennen en het vervolgens uitsnijden. Cellen hebben een krachtig uracil-excisieherstelsysteem dat wordt gestart met activering van UDG-enzymen. 

Gebruik van uracil in plaats van thymine?

Behalve dat het een energiebesparende strategie is, maakt uracil in het RNA het vatbaar voor de aanval van verschillende enzymen. Toch maakt de uitsluiting van DNA het DNA chemisch resistenter. Dit effect is gewenst omdat de verschillende mRNA's worden gebruikt om genen tot expressie te brengen, en soms is deze expressie contextafhankelijk.

Dus, nadat een mRNA-molecuul zijn rol heeft vervuld en niet langer nodig is, maakt de aanwezigheid van uracil het de cel gemakkelijk om het af te breken, dus één RNA wordt afgebroken en talloze andere zullen worden gesynthetiseerd. Ze zullen dan worden afgebroken en andere RNA-moleculen zullen worden gesynthetiseerd, waardoor een cyclus van creatie en afbraak van RNA-moleculen wordt voortgezet.

Conclusie

tRNA heeft een thymineresidu in zijn T-lus. Sommige post-translatie-modificaties kunnen resulteren in de opname van thymine in de 23S-subeenheid van rRNA, maar afgezien van deze gevallen mist RNA thymine-residuen. Ik hoop dat u nu de vraag "heeft RNA thymine" kunt beantwoorden.

Lees ook: