Передача РНК

The Передача РНК являє собою коротколанцюгову РНК, яка складається з 70 до 95 нуклеобаз і, в двовимірному вигляді, має конюшиноподібну структуру з 3 - 4 петлями.

Для кожної з 20 відомих протеїногенних амінокислот існує щонайменше 1 переносна РНК, яка може приймати «свою» амінокислоту з цитозолу і робити її доступною для біосинтезу білка на рибосомі ендоплазматичного ретикулума.

Що таке передача РНК?

Передача РНК, всесвітньо відома як тРНК скорочено, складається приблизно з 75 до 95 нуклеобаз і, в двовимірному плані, нагадує конюшиноподібну структуру з трьома незмінними і однією змінною петлею і амінокислотним стрижнем амінокислоти.

У тривимірній третинній структурі молекула тРНК більше нагадує L-форму, з короткою ніжкою, що відповідає акцепторному стеблу, а довга нога - антикодоновій петлі. Крім чотирьох незмінних нуклеозидів - аденозину, уридину, цитидину та гуанозину, які також утворюють основні будівельні блоки ДНК та РНК, частина тРНК складається із загальних шести модифікованих нуклеозидів, які не входять до складу ДНК та РНК. Додатковими нуклеозидами є дигідроуридин, інозин, тіоуридин, псевдоуридин, N4-ацетилцитидин та риботимідин.

У кожній гілці тРНК кон'югуючі нуклеобази утворюють дволанцюжкові ділянки, аналогічні ДНК. Кожна тРНК може приймати лише певну з 20 відомих протеїногенних амінокислот і транспортувати її до грубого ендоплазматичного ретикулуму для біосинтезу і робити його доступним там. Відповідно, щонайменше одна спеціалізована трансферна РНК повинна бути доступною для кожної протеїногенної амінокислоти. Насправді існує декілька тРНК для певних амінокислот.

Функція, ефект та завдання

Основне завдання переносної РНК - дозволити певній протеїногенній амінокислоті з цитозолу приєднатися до її амінокислотного акцептора, транспортувати його до ендоплазматичного ретикулуму і приєднати його там пептидним зв'язком до карбоксильної групи амінокислоти, яка була відкладена останньою, так що білок, який утворюється, може бути приєднаний подовжена на одну амінокислоту.

Наступна тРНК знову готова знову зберігати «правильну» амінокислоту відповідно до кодування. Процеси відбуваються з високою швидкістю. У еукаріотів, включаючи клітини людини, поліпептидні ланцюги подовжуються приблизно на 2 амінокислоти в секунду під час синтезу білка. Середній показник помилок становить близько однієї амінокислоти на тисячу. Це означає, що приблизно кожна тисячна амінокислота була неправильно сортована під час синтезу білка. Очевидно, що в ході еволюції цей коефіцієнт помилок зрівнявся як найкращий компроміс між необхідними витратами енергії та можливими негативними наслідками помилок.

Процес синтезу білка відбувається майже у всіх клітинах під час росту і для підтримки решти метаболізму. ТРНК може виконувати своє важливе завдання і функцію відбору та транспортування певних амінокислот, якщо мРНК (месенджер РНК) зробила копії відповідних сегментів генів ДНК. Кожна амінокислота в основному кодується послідовністю трьох нуклеїнових основ - кодону або триплету, так що чотири можливих нуклеїнових основи арифметично 4 потужністю 3 дорівнюють 64 можливостям. Однак, оскільки існує лише 20 протеїногенних амінокислот, деякі трійки можуть використовуватися для контролю як початкові або кінцеві кодони. Також деякі амінокислоти кодуються декількома різними трійками.

Перевага полягає в тому, що певна толерантність до помилок до точкових мутацій досягається через те, що або неправильна послідовність кодону буває кодує ту саму амінокислоту, або тому, що амінокислота з подібними властивостями вбудовується в білок, так що в багатьох випадках синтезований білок в кінцевому рахунку не містить помилок. або його функціональність лише трохи обмежена.

Освіта, виникнення, властивості та оптимальні значення

Переносні РНК присутні майже у всіх клітинах у різних кількостях та різних композиціях. Вони кодуються, як і інші білки. Різні гени відповідають за креслення окремих тРНК. Відповідальні гени транскрибуються в клітинному ядрі в каріоплазмі, де також синтезуються так звані попередники або пре-тРНК, перш ніж їх транспортувати через ядерну мембрану в цитозол.

Лише в цитозолі клітини транскрибуються пре-тРНК шляхом сплайсингу так званих інтронів, базових послідовностей, які не функціонують у генах і лише переносяться, але все-таки транскрибуються. Після подальших етапів активації тРНК доступна для транспорту певної амінокислоти. Мітохондрії відіграють особливу роль, оскільки вони мають власну РНК, яка також містить гени, які генетично визначають тРНК для власних потреб. Мітохондріальні тРНК синтезуються інтрамітохондріально.

Через майже універсальну участь різних трансферних РНК у синтезі білка та через їх швидку конверсію не можна задавати оптимальних значень концентрації або референтних значень із верхньою та нижньою межами. Наявність відповідних амінокислот у цитозолі та інших ферментах, здатних активувати тРНК, є важливою для функції тРНК.

Хвороби та розлади

Найбільша небезпека для порушення функції переносної РНК полягає в недостатньому запасі амінокислот, особливо в недостатності незамінних амінокислот, які організм не може компенсувати іншими амінокислотами або іншими речовинами.

Що стосується реальних порушень у функціонуванні тРНК, то найбільша небезпека полягає в генних мутаціях, які втручаються в певні моменти обробки передавальної РНК і, в гіршому випадку, призводять до функціонального збою відповідної молекули тРНК. Таласемія, анемія, яка простежується до мутації гена в інтроні 1, слугує прикладом. Мутація гена в гені, що кодує інтрон 2, також призводить до того ж симптому. В результаті синтез гемоглобіну сильно обмежений в еритроцитах, так що відбувається недостатнє надходження кисню.