Hat RNA Thymin: 7 Fakten, die Sie wissen müssen

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Haben Sie sich jemals gefragt, ob die stickstoffhaltigen Basenpaare in RNA mit DNA identisch sind oder nicht? In diesem Beitrag wird sehr detailliert auf „Hat RNA Thymin“ eingegangen.

Die stickstoffhaltigen Basenpaare der DNA sind Adenin, Guanin, Cytosin und Thymin. RNA hat auch all diese, aber nicht Thymin. RNA hat ein weiteres stickstoffhaltiges Basenpaar, nämlich Uracil anstelle von Thymin, das der RNA-Struktur ihre vielen Merkmale verleiht.

Die RNA-Struktur weist im Vergleich zur DNA-Struktur einige Unterschiede auf, und ein Unterschied ist das Vorhandensein von Ribose-Zucker in RNA, während DNA Desoxyribose-Zucker enthält. Ein weiterer Unterschied in der Zusammensetzung besteht darin, dass RNA anstelle von Thymin Uracil-Basenpaare enthält. Dieses Uracil paart über 2 H-Brücken mit Adeninresten.

Dieses einzelsträngige Polymer enthält viele Reste, die über 3'- bis 5'-Phosphodiesterbindungen verbunden sind. Eine interessante Sache, die Sie wissen sollten, bevor wir tief in das Thema eintauchen, ist, dass Thymin chemisch äquivalent zu 5-Methyluracil ist. Fügen Sie dem 5. Kohlenstoff von Uracil eine Methylgruppe hinzu, und jetzt haben Sie einen Thyminrest. Nur ein kleiner struktureller Unterschied, aber große molekulare Rollen.

Hat tRNA Thymin?

Nach der Transkription des tRNA-Polypeptids durchläuft es verschiedene posttranslationale Modifikationen, die für verschiedene Änderungen in der Struktur verantwortlich sind. Zu diesen Modifikationen gehört die 5'-Methylierung des Uracilrests der T-Schleife, die zur Bildung eines Thyminrests führt. Reife tRNA enthält also einen Thyminrest. 

Diese posttranslationalen Modifikationen sind für die ordnungsgemäße 3D-Faltung und funktionelle Aspekte der tRNA unverzichtbar. Alle tRNAs enthalten also einen Thyminrest in der T-Schleife.

tRNA steht für Transfer-RNA und ist funktionell mit der Aufgabe verbunden, bei der Translation von mRNA verwandte Aminosäuren auf die wachsende Polypeptidkette zu übertragen. Unter den drei Arten von RNAs hat diese nur 75-90 Basenpaare und ist damit die kleinste.

Chemisch gesehen hat die tRNA verschiedene modifizierte Basen, aber zuerst wir muss wissen ein wenig über die Struktur der tRNA. Strukturell ähnelt tRNA in 2D einer Kleeblattstruktur, aber in Wirklichkeit (3D) nimmt sie eine L-ähnliche Struktur mit verschiedenen Schleifen an. tRNA hat verschiedene Schleifen: D-Schleife, Anticodon-Schleife, variable Schleife und T-Schleife.

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Kleeblattstruktur der tRNA aus Wikipedia

Ist Thymin in ribosomaler RNA vorhanden?

Normalerweise fehlt Thymin in der RNA, aber in bestimmten Fällen können verschiedene posttranskriptionelle Modifikationen die chemische Zusammensetzung verändern, und das passiert mit der 23S-Untereinheit der rRNA, in der zwei Uracilreste (Position 74 und 1939) berichtet wurden haben eine 5'-Methylierung, die zur Bildung von Thyminresten führt. Abgesehen von diesen Modifikationen wurde Thymin nicht in der Struktur von rRNA beschrieben.

Ribosomale RNA (rRNA) macht den größten Teil des RNA-Gehalts in einer Zelle aus. Die Struktur besteht normalerweise aus zwei Untereinheiten – einer großen und einer kleinen. Diese Untereinheiten weiter enthalten verschiedene rRNA-Moleküle und Proteine, was es zu einem Komplex aus rRNAs und Proteinen macht.

Welche RNA hat Thymin?

Wir haben die Grundlagen von zwei Arten von RNAs gelernt: tRNA und rRNA. mRNA hat keinen Thyminrest, aber die anderen beiden haben diesen Rest, was sie zu einer Ausnahme von der allgemeinen Regel macht, dass Thymin in der Struktur von RNA fehlt. 

Welche Base ersetzt Thymin in RNA

Thymin wird in Ribonukleinsäure im Wesentlichen durch Uracil ersetzt. Uracil ist ein stickstoffhaltiges Basenpaar, das zur Pyrimidingruppe gehört. Es hat eine sechsgliedrige heterocyclische Ringstruktur mit der chemischen Formel C4H4N2O2 und IUPAC-Bezeichnung – Pyrimidin-2,4(1H,3H)-dion. Wie bereits erwähnt, wird dieses Uracil, wenn es an der 3'-Position methyliert wird (Hinzufügen einer -CH5-Gruppe), als Thymin-Basenpaar bekannt.

Thymin und Uracil sind einander also bis zu einem gewissen Grad strukturell recht ähnlich, aber ihre funktionellen Aspekte sind sehr unterschiedlich, wie wir in den nächsten Abschnitten sehen werden.

Uracil hat zwei tautomere Formen: Amid und Imid. Es wird Uridin (ein Ribonukleosid) genannt, wenn es an einen Ribosezucker gebunden ist. Die Hinzufügung von Phosphatgruppen führt zur Bildung eines Ribonukleotids namens Uridin-5'-Triphosphat, wenn drei Phosphatgruppen hinzugefügt werden.

Warum RNA hat Uracil statt Thymin?

Die Produktion von Thymin in einer Zelle erfordert Uridinmonophosphat (UMP) als Ausgangsmaterial, zwei verschiedene Enzyme und verschiedene Cofaktoren, was es zu einem energieintensiven Prozess macht. Nun müssen Zellen nicht nur ein oder zwei Thyminmoleküle produzieren. Sie müssen Tausende dieser Basenpaare synthetisieren, so dass die Zelle durch diese Unterscheidung etwas Energie spart, da das Ersetzen von Thymin durch Uracil keine Auswirkung auf die Adenin-Wechselwirkung und die Kodierungsfunktionen hat.

Ein weiterer Grund, der gesondert behandelt werden muss, ist, dass Cytosin chemisch weniger stabil ist und die Desaminierung von Cytosin, das Uracil produziert, ein häufiger Prozess in Zellen ist. Nun, Cytosin-Basenpaare mit Guanin (C: G), und diese Desaminierung führt zur Bildung von Uracil in der DNA, das mit Adenin im Tochterstrang Basenpaare bildet, und dies führt zu einer C: A-Basenpaarmutation im DNA und diese Mutation werden in allen Nachkommen getragen. 

Der Methylgruppenunterschied zwischen Thymin und Uracil spielt keine Rolle bei der Beeinflussung ihrer Watson-Crick-Paarung, da sich beide über zwei Wasserstoffbrückenbindungen mit Adenin paaren. Diese Unterscheidung zwischen diesen beiden Basenpaaren ist jedoch in einer Zelle ziemlich streng, sodass man sich fragen könnte, warum das so ist. 

Durch die Unterscheidung zwischen Thymin und Uracil spart eine Zelle also etwas Energie und minimiert den Übergangstyp von Mutationen. 

Hat DNA Uracil?

Aufgrund der chemischen Instabilität von Cytosin kommt Uracil nicht in der DNA vor, da es dadurch anfälliger für Mutationen einzelner Basenpaare wäre. Deshalb kommt Uracil nicht in der DNA vor.

Warum hat DNA kein Uracil?

Die Mismatch-Reparaturenzyme sind in allen Lebensformen ziemlich konserviert, was weiter die Notwendigkeit der Uracil-Thymin-Unterscheidung anzeigt. 

Der grundlegende Grund für das Fehlen von Uracil in der DNA-Struktur ist die Entwicklung einer spezifischen Maschinerie innerhalb der Zelle, die Uracil in der DNA erkennt und es dann herausschneidet. Zellen haben ein starkes Uracil-Exzisions-Reparatursystem, das mit der Aktivierung von UDG-Enzymen initiiert wird. 

Verwendung von Uracil anstelle von Thymin?

Uracil in der RNA ist nicht nur eine energiesparende Strategie, sondern macht sie auch anfällig für den Angriff verschiedener Enzyme. Dennoch macht ihr Ausschluss aus der DNA die DNA chemisch widerstandsfähiger. Dieser Effekt ist erwünscht, weil die verschiedenen mRNAs verwendet werden, um Gene zu exprimieren, und diese Expression manchmal kontextabhängig ist.

Nachdem also ein mRNA-Molekül seine Rolle erfüllt hat und nicht mehr benötigt wird, macht es die Anwesenheit von Uracil der Zelle leicht, es abzubauen, sodass eine RNA abgebaut wird und zahlreiche andere synthetisiert werden. Sie werden dann abgebaut und andere RNA-Moleküle werden synthetisiert, wodurch ein Zyklus der Bildung und des Abbaus von RNA-Molekülen fortgesetzt wird.

Zusammenfassung

tRNA hat einen Thyminrest in ihrer T-Schleife. Einige Modifikationen nach der Translation könnten zum Einbau von Thymin in die 23S-Untereinheit der rRNA führen, aber in anderen Fällen fehlen der RNA Thyminreste. Ich hoffe, Sie können die Frage „hat RNA Thymin“ jetzt beantworten.

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