Prijenos RNA

Prijenos RNA RNA je kratkog lanca koja se sastoji od 70 do 95 nukleobaza i, u dvodimenzionalnom pogledu, ima strukturu sličnu djetelini s 3 do 4 petlje.

Za svaku od 20 poznatih proteinogenih aminokiselina postoji najmanje 1 transfer RNA koja može preuzeti „svoju“ aminokiselinu iz citosola i učiniti je dostupnom za biosintezu proteina na ribosomu endoplazmatskog retikuluma.

Što je Transfer RNA?

RNA za prijenos, međunarodno poznata kao tRNA skraćeno, sastoji se od otprilike 75 do 95 nukleobaza i, u dvodimenzionalnom pogledu odozgo, podsjeća na djetelinu sličnu strukturu s tri fiksne i jedne varijabilne petlje i stablom akceptora aminokiseline.

U trodimenzionalnoj tercijarnoj strukturi, molekula tRNA nalikuje L-oblika, kratka noga koja odgovara akceptorskom stablu, a dugačka noga antikodon petlji. Uz četiri nepromijenjena nukleozida adenozin, uridin, citidin i gvanozin, koji također čine osnovne građevne dijelove DNK i RNK, dio tRNA sastoji se od ukupno šest modificiranih nukleozida koji nisu dio DNK i RNK. Dodatni nukleozidi su dihidrouridin, inozin, tiouridin, pseudouridin, N4-acetilcitidin i ribothimidin.

U svakoj grani tRNA-a, konjugacijske nukleobaze tvore dvolančane dijelove analogne DNK-u. Svaka tRNA može preuzeti samo 20 poznatih proteinogenih aminokiselina i prenijeti je u grubi endoplazmatski retikulum radi biosinteze i učiniti ga tamo dostupnim. U skladu s tim, mora postojati najmanje jedna specijalizirana transferna RNA za svaku proteinogenu aminokiselinu. U stvarnosti, na raspolaganju je više od jedne tRNA za određene aminokiseline.

Funkcija, efekt i zadaće

Glavni zadatak prijenosne RNK je da se dozvoli specifična proteinogena aminokiselina iz citosola da pristane na njezin akceptor aminokiseline, da je transportira u endoplazmatski retikulum i da se tamo spoji peptidnom vezom na karboksi skupinu aminokiseline koja je zadnji odložena, tako da protein koji nastane produženo jednom aminokiselinom.

Sljedeća je tRNA ponovno spremna za pohranjivanje "ispravne" aminokiseline prema kodiranju. Procesi se odvijaju velikom brzinom. U eukariotama, uključujući ljudske stanice, polipeptidni lanci produljuju se za oko 2 aminokiseline u sekundi tijekom sinteze proteina. Prosječna stopa pogreške je oko jedne aminokiseline na tisuću. To znači da je otprilike svaka tisuća aminokiselina bila nepravilno sortirana tijekom sinteze proteina. Očigledno je da se tijekom evolucije ta stopa grešaka izjednačila kao najbolji kompromis između potrebnog trošenja energije i mogućih negativnih efekata pogreške.

Proces sinteze proteina odvija se u gotovo svim stanicama tijekom rasta i kao podrška ostatku metabolizma. TRNA može ispuniti svoju važnu zadaću i funkciju odabira i transporta određenih aminokiselina samo ako je mRNA (messenger RNA) napravila kopije odgovarajućih segmenata DNA. Svaka aminokiselina je u osnovi kodirana nizom triju nuklearnih baza, kodonom ili tripletom, tako da su četiri moguće nukleinske baze aritmetički 4 do snage 3 jednake 64 mogućnosti. Međutim, kako postoji samo 20 proteinogenih aminokiselina, neki se trostruki mogu koristiti za kontrolu kao početni ili krajnji kodoni. Također, neke aminokiseline kodiraju nekoliko različitih trostrukih.

To ima prednost u tome što se postiže određena tolerancija na greške prema točkovnim mutacijama, bilo zato što se dogodi da pogrešan slijed kodona kodira istu aminokiselinu ili zato što je aminokiselina sa sličnim svojstvima ugrađena u protein, tako da u mnogim slučajevima sintetizirani protein na kraju nema grešaka. ili je njegova funkcionalnost samo malo ograničena.

Obrazovanje, pojava, svojstva i optimalne vrijednosti

Prijenosne RNA prisutne su u gotovo svim stanicama u različitim količinama i različitim sastavima. Oni su kodirani poput ostalih proteina. Za crteže pojedinih tRNA odgovorni su različiti geni. Odgovorni geni transkribiraju se u staničnoj jezgri u karioplazmi, gdje se sintetiziraju i takozvani prekursori ili pre-tRNA prije nego što se transportiraju kroz nuklearnu membranu u citosol.

Samo u citosolu stanice nalaze se pre-tRNA, spajanjem takozvanih introna, baznih sekvencija koje nemaju funkciju na genima i samo se prenose, ali se ionako prepisuju. Nakon daljnjih koraka aktivacije, tRNA je dostupna za transport određene aminokiseline. Mitohondrije igraju posebnu ulogu jer imaju vlastitu RNA, koja također sadrži gene koji genetski definiraju tRNA za vlastite potrebe. Mitohondrijski tRNA sintetizirani su intramitohondrijalno.

Zbog gotovo univerzalnog sudjelovanja različitih prijenosnih RNA u sintezi proteina i zbog njihove brze pretvorbe, ne mogu se dati optimalne vrijednosti koncentracije ili referentne vrijednosti s gornjim i donjim granicama. Dostupnost odgovarajućih aminokiselina u citosolu i drugim enzimima koji su u stanju aktivirati tRNA je važna za funkciju tRNA.

Bolesti i poremećaji

Najveća opasnost od poremećaja funkcije prijenosne RNA leži u nedostatku opskrbe aminokiselinama, posebno u nedostatku esencijalnih aminokiselina koje tijelo ne može nadoknaditi drugim aminokiselinama ili drugim tvarima.

S obzirom na stvarne poremećaje u funkciji tRNA, najveća opasnost leži u mutacijama gena, koje interveniraju u određenim točkama u obradi prijenosne RNA i u najgorem slučaju dovode do funkcionalnog neuspjeha odgovarajuće molekule tRNA. Talassemija, anemija koja se pripisuje mutaciji gena u Intronu 1, služi kao primjer. Mutacija gena u genu koji kodira za intron 2 također dovodi do istog simptoma. Kao rezultat toga, sinteza hemoglobina je znatno ograničena u eritrocitima, tako da dolazi do neadekvatne opskrbe kisikom.