Det andra steget i implementeringen av genetisk information är syntesen av en proteinmolekyl baserad på budbärar-RNA (översättning). Men till skillnad från transkription kan en nukleotidsekvens inte översättas till en aminosyra direkt, eftersom dessa föreningar har en annan kemisk natur. Därför kräver översättning en mellanhand i form av transfer-RNA (tRNA), vars funktion är att översätta den genetiska koden till aminosyrornas "språk".
Allmänna egenskaper för överförings-RNA
Transport-RNA eller tRNA är små molekyler som levererar aminosyror till platsen för proteinsyntes (till ribosomer). Mängden av denna typ av ribonukleinsyra i cellen är ungefär 10 % av den totala RNA-poolen.
Liksom andra typer av ribonukleinsyror består tRNA av en kedja av ribonukleosidtrifosfater. Längdnukleotidsekvensen har 70-90 enheter, och cirka 10 % av molekylens sammansättning faller på mindre komponenter.
På grund av att varje aminosyra har sin egen bärare i form av tRNA, syntetiserar cellen ett stort antal varianter av denna molekyl. Beroende på typen av levande organism varierar denna indikator från 80 till 100.
Funktioner för tRNA
Transfer RNA är leverantören av substratet för proteinsyntes som sker i ribosomer. På grund av den unika förmågan att binda både till aminosyror och till mallsekvensen fungerar tRNA som en semantisk adapter vid överföringen av genetisk information från formen av RNA till formen av ett protein. Interaktionen mellan en sådan mellanhand med en kodande matris, som vid transkription, är baserad på principen om komplementaritet för kväveh altiga baser.
TRNAs huvudsakliga funktion är att acceptera aminosyraenheter och transportera dem till apparaten för proteinsyntes. Bakom denna tekniska process ligger en enorm biologisk betydelse - implementeringen av den genetiska koden. Implementeringen av denna process är baserad på följande funktioner:
- alla aminosyror kodas av tripletter av nukleotider;
- för varje triplett (eller kodon) finns ett antikodon som är en del av tRNA;
- varje tRNA kan bara binda till en specifik aminosyra.
Således bestäms aminosyrasekvensen för ett protein av vilka tRNA och i vilken ordning som komplementärt interagerar med budbärar-RNA i processensändningar. Detta är möjligt på grund av närvaron av funktionella centra i överförings-RNA:t, varav en är ansvarig för den selektiva bindningen av en aminosyra och den andra för bindning till ett kodon. Därför är funktionerna och strukturen hos tRNA nära relaterade till varandra.
Struktur av överförings-RNA
TRNA är unikt genom att dess molekylära struktur inte är linjär. Den innehåller spiralformade dubbelsträngade sektioner, som kallas stammar, och 3 enkelsträngade öglor. Till formen liknar denna struktur ett klöverblad.
Följande stammar särskiljs i tRNA-strukturen:
- acceptor;
- anticodon;
- dihydrouridyl;
- pseudouridyl;
- tillägg.
Dubbelhelixstammar innehåller 5 till 7 Watson-Crickson-par. I slutet av acceptorstammen finns en liten kedja av oparade nukleotider, vars 3-hydroxyl är fästningsstället för motsvarande aminosyramolekyl.
Den strukturella regionen för koppling med mRNA är en av tRNA-looparna. Den innehåller ett antikodon som är komplementärt till sensetripletten i budbärar-RNA. Det är antikodonet och den accepterande änden som tillhandahåller adapterfunktionen för tRNA.
Tertiär struktur av en molekyl
"Cloverleaf" är en sekundär struktur av tRNA, men på grund av veckning får molekylen en L-formad konformation, som hålls samman av ytterligare vätebindningar.
L-form är den tertiära strukturen av tRNA och består praktiskt taget av tvåvinkelräta A-RNA-helixar med en längd av 7 nm och en tjocklek av 2 nm. Denna form av molekylen har bara två ändar, varav den ena har ett antikodon och den andra har ett acceptorcentrum.
Funktioner för tRNA-bindning till aminosyra
Aktivering av aminosyror (deras bindning till transfer-RNA) utförs av aminoacyl-tRNA-syntetas. Detta enzym utför samtidigt två viktiga funktioner:
- katalyserar bildningen av en kovalent bindning mellan 3`-hydroxylgruppen i acceptorstammen och aminosyran;
- tillhandahåller principen för selektiv matchning.
Var och en av de 20 aminosyrorna har sitt eget aminoacyl-tRNA-syntetas. Den kan bara interagera med lämplig typ av transportmolekyl. Detta betyder att den senares antikodon måste vara komplementär till tripletten som kodar för just denna aminosyra. Till exempel kommer leucinsyntetas endast att binda till det tRNA som är avsett för leucin.
Det finns tre nukleotidbindande fickor i aminoacyl-tRNA-syntetasmolekylen, vars konformation och laddning är komplementära till nukleotiderna i motsvarande antikodon i tRNA. Således bestämmer enzymet den önskade transportmolekylen. Mycket mindre ofta fungerar nukleotidsekvensen för acceptorstammen som ett igenkänningsfragment.
