Прехвърляне на РНК

Най- Прехвърляне на РНК е късоверижна РНК, която е съставена от 70 до 95 нуклеобази и в двуизмерния изглед има структура, подобна на детелина с 3 до 4 бримки.

За всяка от 20-те известни протеиногенни аминокиселини има поне 1 трансферна РНК, която може да поеме "своята" аминокиселина от цитозола и да я направи достъпна за биосинтеза на протеин в рибозома на ендоплазмения ретикулум.

Какво е трансферна РНК?

Трансферната РНК, международно известна като тРНК съкратено, се състои от приблизително 75 до 95 нуклеобази и в двуизмерния изглед отгоре напомня на структура, подобна на детелина, с три неподвижни и една променлива верига и аминокиселинен акцепторен ствол.

В триизмерната третична структура молекулата на tRNA прилича повече на L-образна форма, като късият крак съответства на акцепторното стъбло, а дългият крак - на антикодоновия контур. В допълнение към четирите непроменени нуклеозиди аденозин, уридин, цитидин и гуанозин, които също образуват основните градивни елементи на ДНК и РНК, част от тРНК се състои от общо шест модифицирани нуклеозиди, които не са част от ДНК и РНК. Допълнителните нуклеозиди са дихидроуридин, инозин, тиоуридин, псевдоуридин, N4-ацетилцитидин и риботимидин.

Във всеки клон на тРНК, конюгиращите нуклеобази образуват с двуверижни секции, аналогични на ДНК. Всяка тРНК може да поеме само някои от 20 известни протеиногенни аминокиселини и да ги транспортира до грубия ендоплазмен ретикулум за биосинтеза и да го направи там. Съответно, поне една специализирана трансферна РНК трябва да е налична за всяка протеиногенна аминокиселина. В действителност за някои аминокиселини е налична повече от една тРНК.

Функция, ефект и задачи

Основната задача на трансферната РНК е да позволи на специфична протеиногенна аминокиселина от цитозола да се свърже с нейния аминокиселинен акцептор, да го транспортира до ендоплазмения ретикулум и да го прикрепи там чрез пептидна връзка към карбокси групата на последната прикрепена аминокиселина, така че образуваният протеин да може да бъде прикрепен удължен с една аминокиселина.

Следващата tRNA отново е готова за съхранение на „правилната“ аминокиселина според кодирането. Процесите протичат с висока скорост. В еукариотите, включително човешките клетки, полипептидните вериги се удължават с приблизително 2 аминокиселини в секунда по време на синтеза на протеини. Средната степен на грешка е около една аминокиселина на хиляда. Това означава, че приблизително всяка хилядна аминокиселина е неправилно сортирана по време на синтеза на протеини. Очевидно е, че в хода на еволюцията този процент на грешки се изравни като най-добрият компромис между необходимите енергийни разходи и възможните отрицателни ефекти от грешки.

Процесът на синтез на протеини протича в почти всички клетки по време на растеж и за поддържане на останалата част от метаболизма. ТРНК може да изпълни своята важна задача и функция само за подбор и транспортиране на определени аминокиселини, ако мРНК (пратеник РНК) е направила копия на съответните генетични сегменти на ДНК. Всяка аминокиселина е кодирана основно от последователността на три нуклеинови основи, кодон или триплет, така че четирите възможни нуклеинови бази са математически 4 до силата на 3, равна на 64 възможности. Тъй като има само 20 протеиногенни аминокиселини, някои триплети могат да бъдат използвани като начални или крайни кодони за контрол. Някои аминокиселини също са кодирани от няколко различни триплета.

Това има предимството, че се постига известна толерантност към грешки спрямо точкови мутации, тъй като или неправилната последователност на кодона се случва да кодира същата аминокиселина, или защото аминокиселина с подобни свойства е включена в протеина, така че в много случаи синтезираният протеин в крайна сметка е без грешки или функционалността му е малко ограничена.

Образование, възникване, свойства и оптимални стойности

Трансферните РНК присъстват в почти всички клетки в различни количества и различни състави. Те са кодирани като други протеини. Различните гени са отговорни за чертежите на отделните tRNA. Отговорните гени се транскрибират в клетъчното ядро ​​в кариоплазмата, където така наречените прекурсори или пре-тРНК също се синтезират, преди да бъдат транспортирани през ядрената мембрана в цитозола.

Само в цитозола на клетката се намират пре-тРНК, чрез сплайсиране на така наречените интрони, базови последователности, които нямат функция върху гените и се пренасят само заедно, но така или иначе се преписват. След допълнителни стъпки на активиране, tRNA е достъпна за транспортиране на определена аминокиселина. Митохондриите играят специална роля, тъй като имат своя собствена РНК, която също съдържа гени, които определят генетично tRNA за собствени цели. Митохондриалните тРНК се синтезират интрамитохондриално.

Поради почти универсалното участие на различни трансферни РНК в синтеза на протеини и поради бързата им конверсия не могат да се дадат оптимални стойности на концентрация или референтни стойности с горна и долна граница. Наличието на съответните аминокиселини в цитозола и други ензими, които са в състояние да активират tRNAs е важно за функцията на tRNAs.

Болести и разстройства

Най-големите опасности за нарушение на функцията на трансферната РНК се крият в липсата на снабдяване с аминокиселини, особено в липсата на незаменими аминокиселини, които тялото не може да компенсира с други аминокиселини или с други вещества.

По отношение на реалните смущения във функцията на tRNAs, най-голямата опасност се крие в генните мутации, които се намесват в определени точки в обработката на трансферната РНК и в най-лошия случай водят до функционална недостатъчност на съответната молекула на тРНК. Таласемия, анемия, която се приписва на генна мутация в интрон 1, служи като пример. Генна мутация в гена, който кодира интрон 2, също води до същия симптом. В резултат синтезът на хемоглобин е силно ограничен в еритроцитите, така че се получава недостатъчно снабдяване с кислород.