Кто первым и когда открыл РНК, история изучения макромолекулы

Рибонуклеиновая кислота – одна из трех ключевых макромолекул, которые присутствуют в клетках всех живых организмов. Они имеют важное значение для прочтения, кодирования, регулирования и экспрессии генов. Хотя многим людям известна эта молекула, далеко не каждый знает, кто конкретно открыл РНК. Исследования этого вещества начались еще в девятнадцатом веке.

История открытия РНК

РНК представляет собой такую же нуклеиновую кислоту, как и ДНК. Во многом она напоминает свою знаменитую родственницу. При этом основным отличием считается тот факт, что рибонуклеиновая кислота, как правило, не приводит к формированию двойных спиралей. Однако иногда они все же встречаются.

В структуру РНК входят практически те же самые единицы, которые также называются азотистым основанием. В ДНК присутствуют аденин, гуанин, тимин и цитозин. При этом в РНК вместо тимина входит урацил. Также есть ряд отличий в структуре сахаров. Их сочетание носит название сахаро-фосфатного остова. Эти вещества представляют собой так называемый кирпичик для построения нуклеиновой кислоты. По мере соединения друг с другом при помощи оставшейся фосфорной кислоты формируется итоговая полимерная цепь. При этом у многих возникает вопрос, когда была открыта рибонуклеиновая кислота.

Кто первым и когда открыл РНК, история изучения макромолекулы

Роль Иоганна Фридриха Мишера

История исследования вещества является весьма увлекательным процессом. В первый раз его выделили еще в 1868 году. Именно тогда физиолог из Швейцарии Иоганн Фридрих Мишер выделил вещество вместе с ДНК. При этом ученому удалось получить непонятную новую субстанцию, которую он назвал нуклеином. Это слово было выбрано неслучайно. Вещество назвали в честь ядра клетки, которое на латыни носит название «nucleus».

Изначально исследователи вообще не считали, что ДНК и РНК каким-то образом связаны. Они называли ДНК нуклеином тимуса, а РНК – нуклеином дрожжей. Впоследствии исследователям удалось разобраться с составом сахаров. После чего РНК получила свое сегодняшнее название.

Вплоть до сороковых годов прошлого века считалось, что РНК представляет собой нуклеиновую кислоту растений и одноклеточных организмов. При этом ученые полагали, что ДНК существует исключительно у животных. После того как эксперименты показали, что это не соответствует действительности, сразу же начались разговоры о необходимости исследования кислоты.

К середине прошлого столетия начала формироваться концепция молекулярной догмы. Тогда было установлено, что рибонуклеиновая кислота принимает участие в выработке белка, вступая в связь с микросомами. Современным ученым известно, что эти органеллы называются рибосомами.

Кто первым и когда открыл РНК, история изучения макромолекулы

Понемногу РНК заняла в догме свое положение. Она функционирует в качестве агента, который связывает ДНК с белком. При этом одновременно вещество выполняет ряд других функций – от перемещения аминокислот до регулирования генов. Чем больше возможностей удавалось открыть у рибонуклеиновой кислоты, тем больше вопросов возникало к ее месту в жизненном цикле клеток и всего организма.

Роль Северо Очоа

В 1959 году Северо Очоа дали Нобелевскую премию по физиологии и медицине за открытие данного вещества. Ученый получил награду вместе с Артуром Корнбергом, который стал первооткрывателем ДНК. При этом Очоа сделал свое открытие совместно с Марианной Грюнберг-Манаго, которой удалось выделить новый фермент. Он выступал катализатором синтеза сходной с РНК молекулы.

Она включала 4, 3 и даже 1-2 азотистых основания. При этом процессы происходили вне организма – в пробирке. Указанный фермент удалось выявить в бактериальном микроорганизме Azotobacter vinelandi. При этом он получил название полинуклеотидфосфорилазы.

Таким образом удалось в первый раз добиться синтеза нуклеиновой кислоты за пределами организма. При этом Артур Корнберг, который приходился Очоа учеником, смог добиться синтеза ДНК. Потому он разделил Нобелевскую премию со своим наставником. Конечно же, Северо присвоили награду не только за открытие, которое сделала его аспирантка. После синтеза различных искусственных РНК Очоа начал заниматься расшифровкой генетического кода – триплет, которые используются для кодирования составляющих в нуклеиновых кислотах. Затем из них вырабатываются особые белки, которые носят название аминокислот. Очоа удалось разгадать 11 букв.

Во время вручения Нобелевской премии Аксель Хуго Теорелль назвал усилия, которые приложили ученые, героическими. При этом в качестве заслуги Очоа были названы исследования, которые привели к открытию систем, формирующих рибонуклеиновые кислоты.

Кто первым и когда открыл РНК, история изучения макромолекулы

Функции и свойства РНК

Впоследствии ученые занимались детальным изучением рибонуклеиновой кислоты, что позволило определить ее функции и характеристики.

Роль в кодировании, прочтении, регуляции и экспрессии генов

Рибонуклеиновая кислота – одна из трех главных макромолекул, которые присутствуют в клетках любых живых организмов. Они играют важную роль в чтении, кодировании, экспрессии и регулировании генов.

Подобно ДНК, в структуру рибонуклеиновой кислоты входит длинная полимерная цепочка. В ней каждый элемент называется нуклеотидом. Все они включают фосфатную группу, азотистое основание, сахар рибозу. Одноцепочечные кислоты характеризуются различными пространственными элементами. В них часть нуклеотидов координируется друг с другом благодаря водородным связям. Очередность расположения нуклеотидов дает возможность РНК осуществлять кодирование генетической информации. Все клеточные организмы применяют РНК, чтобы программировать выработку белков.

Формирование клеточных РНК осуществляется во время процесса, который носит название транскрипции. Этим термином именуют синтез рибонуклеиновой кислоты на матрице ДНК, которая осуществляется особыми ферментами – полимеразами. После чего матричные РНК участвуют в процессе, который называется трансляцией. Она представляет собой выработку белка на матрице мРНК с участием рибосом. После транскрипции остальные РНК сталкиваются с химическими модификациями и после формирования вторичной и третичной структур реализуют функции, которые зависят от вида рибонуклеиновой кислоты.

Кто первым и когда открыл РНК, история изучения макромолекулы

Роль в синтезе белка

Отдельные высокоструктурированные элементы участвуют в выработке клеточного белка – в частности, транспортные виды используются для выявления кодонов. Также они доставляют нужные аминокислоты к зоне выработке белка. При этом рибосомные РНК выступают в качестве каталитической и структурной базы рибосом.

Функционал РНК в современных клетках касается не только трансляции. Малые ядерные кислоты участвуют в сплайсинге эукариотических матричных РНК и прочих процессах. К тому же молекулы присутствуют в составе отдельных ферментов – в частности, это касается теломеразы.

Также у некоторых РНК зафиксирована своя ферментативная активность. Она заключается в способности добавлять разрывы в другие молекулы или наоборот скреплять РНК-фрагменты. Этот вид рибонуклеиновых кислот носит название рибозимов.  Геномы определенных вирусов включают РНК. Она реализует те же функции, которые у эукариот и прокариот выполняет ДНК.

Гипотеза РНК-мира

На базе различных функций рибонуклеиновых кислот в клетке ученые сформулировали гипотезу, в соответствии с которой РНК представляет собой первую молекулу, способную самовоспроизводиться в добиологических системах. Мир – это гипотетическая стадия эволюционной истории жизни на планете. В соответствии с этой теорией, размножение самореплицирующихся молекул РНК происходило до эволюции ДНК и белковых компонентов.

Кто первым и когда открыл РНК, история изучения макромолекулы

Роль РНК в добиологических системах

Теорию мира разработал Александр Рич в 1962 году. При этом само понятие появилось намного позже – в 1986 году. Его предложил Вальтер Гилберт. Ученым удалось найти много доказательств возможности существования такого мира, потому гипотеза была широко признана.

Как и ДНК, РНК может сохранять и реплицировать генетические данные. В форме ферментов, которые называются рибозимами, кислота способна вызывать катализ химических реакций, имеющих важное значение для существования жизни. Рибосомы, которые являются важнейшим клеточным компонентом, состоят преимущественно из РНК.

Рибонуклеиновая кислота – важнейшая макромолекула, которая выполняет целый ряд значимых функций. Первые работы по ее открытию проводились еще в девятнадцатом веке. При этом Нобелевскую премию за выделение этого вещества получил Северо Очоа.

Оцените статью
Исторический документ
Добавить комментарий