Przenieś RNA

Plik Przenieś RNA jest krótkołańcuchowym RNA, który składa się z 70 do 95 zasad nukleinowych i, w widoku dwuwymiarowym, ma strukturę podobną do koniczyny z 3 do 4 pętlami.

Na każdy z 20 znanych aminokwasów białkowych przypada co najmniej 1 transferowy RNA, który może pobrać „swój” aminokwas z cytozolu i udostępnić go do biosyntezy białka na rybosomie siateczki endoplazmatycznej.

Co to jest Transfer RNA?

Transferowy RNA, znany na całym świecie jako tRNA w skrócie, składa się z około 75 do 95 zasad nukleinowych i w dwuwymiarowym widoku z góry przypomina strukturę przypominającą liść koniczyny z trzema niezmiennymi i jedną zmienną pętlą oraz łodygą akceptora aminokwasów.

W trójwymiarowej strukturze trzeciorzędowej cząsteczka tRNA przypomina kształt litery L, z krótką odnogą odpowiadającą trzonowi akceptora, a długą odnogą pętli antykodonowej. Oprócz czterech niezmienionych nukleozydów adenozyny, urydyny, cytydyny i guanozyny, które również stanowią podstawowe elementy budulcowe DNA i RNA, część tRNA składa się w sumie z sześciu zmodyfikowanych nukleozydów, które nie są częścią DNA i RNA. Dodatkowe nukleozydy to dihydrourydyna, inozyna, tiourydyna, pseudourydyna, N4-acetylocytydyna i rybotymidyna.

W każdej gałęzi tRNA tworzą się koniugujące zasady nukleinowe z dwuniciowymi odcinkami analogicznymi do DNA. Każde tRNA może pobierać tylko niektóre z 20 znanych aminokwasów proteinogennych i transportować je do szorstkiej retikulum endoplazmatycznego w celu biosyntezy i tam udostępniać. W związku z tym co najmniej jeden wyspecjalizowany transferowy RNA musi być dostępny dla każdego aminokwasu proteinogennego. W rzeczywistości dla niektórych aminokwasów dostępnych jest więcej niż jedno tRNA.

Funkcja, efekt i zadania

Głównym zadaniem transferowego RNA jest umożliwienie specyficznemu białkowemu aminokwasowi z cytozolu dokowanie się na akceptorze aminokwasów, transport go do retikulum endoplazmatycznego i przyłączenie go tam poprzez wiązanie peptydowe do grupy karboksylowej aminokwasu, który został zdeponowany jako ostatni, tak aby powstałe białko mogło zostać przyłączone przedłużony o jeden aminokwas.

Następnie następny tRNA jest ponownie gotowy do przechowywania „prawidłowego” aminokwasu zgodnie z kodowaniem. Procesy przebiegają z dużą szybkością. U eukariontów, w tym komórek ludzkich, łańcuchy polipeptydowe wydłużają się o ok. 2 aminokwasy na sekundę podczas syntezy białek. Średni poziom błędu wynosi około jednego aminokwasu na tysiąc. Oznacza to, że mniej więcej co tysięczny aminokwas został nieprawidłowo posortowany podczas syntezy białek. Oczywiście w toku ewolucji ten poziom błędu ustabilizował się jako najlepszy kompromis między niezbędnym wydatkiem energii a możliwymi negatywnymi skutkami błędów.

Proces syntezy białek zachodzi w prawie wszystkich komórkach podczas wzrostu i wspiera resztę metabolizmu. TRNA może spełnić swoje ważne zadanie i funkcję, jaką jest selekcja i transport pewnych aminokwasów, tylko wtedy, gdy mRNA (informacyjny RNA) utworzy kopie odpowiednich segmentów genów DNA. Każdy aminokwas jest zasadniczo kodowany przez sekwencję trzech zasad nukleinowych, kodon lub tryplet, tak że cztery możliwe zasady nukleinowe są arytmetycznie 4 do potęgi 3 równe 64 możliwości. Jednakże, ponieważ istnieje tylko 20 proteinogennych aminokwasów, niektóre trojaczki mogą być użyte do kontroli jako kodony początkowe lub końcowe. Ponadto niektóre aminokwasy są kodowane przez kilka różnych trypletów.

Ma to tę zaletę, że osiąga się pewną tolerancję na błędy w kierunku mutacji punktowych, ponieważ albo nieprawidłowa sekwencja kodonu koduje ten sam aminokwas, albo ponieważ aminokwas o podobnych właściwościach jest włączony do białka, tak że w wielu przypadkach syntetyzowane białko jest ostatecznie wolne od błędów. lub jego funkcjonalność jest tylko trochę ograniczona.

Edukacja, występowanie, właściwości i optymalne wartości

Transferowe RNA są obecne w prawie wszystkich komórkach w różnych ilościach i różnym składzie. Są zakodowane jak inne białka. Za plany poszczególnych tRNA odpowiadają różne geny. Odpowiedzialne geny są transkrybowane w jądrze komórkowym w karioplazmie, gdzie syntetyzowane są również tak zwane prekursory lub pre-tRNA, zanim zostaną przetransportowane przez błonę jądrową do cytozolu.

Tylko w cytozolu komórki znajdują się pre-tRNA, składając tak zwane introny, sekwencje zasad, które nie mają żadnej funkcji w genach i są tylko przenoszone, ale i tak ulegają transkrypcji. Po dalszych etapach aktywacji tRNA jest dostępne do transportu określonego aminokwasu. Mitochondria odgrywają szczególną rolę, ponieważ mają własne RNA, które zawiera również geny, które genetycznie definiują tRNA dla ich własnych potrzeb. Mitochondrialne tRNA są syntetyzowane śródmiąższowo.

Ze względu na prawie powszechny udział różnych transferowych RNA w syntezie białek oraz z powodu ich szybkich przemian, nie można podać optymalnych wartości stężeń lub wartości odniesienia z górną i dolną granicą. Dostępność odpowiednich aminokwasów w cytozolu i innych enzymach, które są zdolne do aktywacji tRNA, jest ważna dla funkcjonowania tRNA.

Choroby i zaburzenia

Największe niebezpieczeństwa zakłócenia funkcji przenoszącego RNA tkwią w braku podaży aminokwasów, a zwłaszcza braku aminokwasów egzogennych, których organizm nie jest w stanie zrekompensować innymi aminokwasami lub innymi substancjami.

Jeśli chodzi o rzeczywiste zakłócenia w funkcjonowaniu tRNA, największe zagrożenie stanowią mutacje genów, które interweniują w określonych punktach przetwarzania przenoszącego RNA, aw najgorszym przypadku prowadzą do funkcjonalnej awarii odpowiedniej cząsteczki tRNA. Przykładem jest talasemia, niedokrwistość wywodząca się z mutacji genu w intronie 1. Mutacja genu w genie, który koduje intron 2, również prowadzi do tego samego objawu. W rezultacie synteza hemoglobiny jest poważnie ograniczona w erytrocytach, tak że dochodzi do niedostatecznego zaopatrzenia w tlen.