Drugi korak u implementaciji genetskih informacija je sinteza proteinske molekule na temelju glasničke RNA (prijevod). Međutim, za razliku od transkripcije, nukleotidni slijed ne može se izravno prevesti u aminokiselinu, budući da ti spojevi imaju drugačiju kemijsku prirodu. Stoga je za prijevod potreban posrednik u obliku prijenosne RNA (tRNA), čija je funkcija prevesti genetski kod na "jezik" aminokiselina.
Opće karakteristike prijenosne RNA
Transportne RNA ili tRNA su male molekule koje dostavljaju aminokiseline na mjesto sinteze proteina (u ribosome). Količina ove vrste ribonukleinske kiseline u stanici je približno 10% ukupnog fonda RNA.
Kao i druge vrste ribonukleinskih kiselina, tRNA se sastoji od lanca ribonukleozid trifosfata. Duljinanukleotidni slijed ima 70-90 jedinica, a oko 10% sastava molekule otpada na manje komponente.
Zbog činjenice da svaka aminokiselina ima svoj vlastiti nosač u obliku tRNA, stanica sintetizira veliki broj varijanti ove molekule. Ovisno o vrsti živog organizma, ovaj pokazatelj varira od 80 do 100.
Funkcije tRNA
Transfer RNA je dobavljač supstrata za sintezu proteina koja se javlja u ribosomima. Zbog jedinstvene sposobnosti vezanja i na aminokiseline i na šablonski slijed, tRNA djeluje kao semantički adapter u prijenosu genetskih informacija iz oblika RNA u oblik proteina. Interakcija takvog posrednika s kodirajućom matricom, kao u transkripciji, temelji se na principu komplementarnosti dušičnih baza.
Glavna funkcija tRNA je prihvatiti jedinice aminokiselina i transportirati ih do aparata za sintezu proteina. Iza ovog tehničkog procesa krije se ogromno biološko značenje – implementacija genetskog koda. Implementacija ovog procesa temelji se na sljedećim značajkama:
- sve aminokiseline kodirane su trojkama nukleotida;
- za svaki triplet (ili kodon) postoji antikodon koji je dio tRNA;
- svaka tRNA se može vezati samo na određenu aminokiselinu.
Dakle, slijed aminokiselina proteina je određen prema tome koje će tRNA i kojim redoslijedom komplementarno komunicirati s glasničkom RNA u procesuemitiranja. To je moguće zbog prisutnosti funkcionalnih centara u prijenosnoj RNA, od kojih je jedan odgovoran za selektivno vezanje aminokiseline, a drugi za vezanje na kodon. Stoga su funkcije i struktura tRNA usko povezane.
Struktura prijenosne RNA
TRNA je jedinstvena po tome što njena molekularna struktura nije linearna. Uključuje spiralne dvolančane dijelove, koji se nazivaju stabljike, i 3 jednolančane petlje. Po obliku, ova konformacija podsjeća na list djeteline.
U strukturi tRNA razlikuju se sljedeće stabljike:
- prihvatnik;
- antikodon;
- dihidrouridil;
- pseudouridil;
- dodatno.
Duple helix stabljike sadrže 5 do 7 Watson-Crickson parova. Na kraju akceptorske stabljike nalazi se mali lanac nesparenih nukleotida, čiji je 3-hidroksil mjesto vezanja odgovarajuće molekule aminokiseline.
Strukturna regija za vezu s mRNA je jedna od petlji tRNA. Sadrži antikodon komplementaran osjetnom tripletu u glasničkoj RNA. Antikodon i prihvaćajući kraj osiguravaju funkciju adaptera tRNA.
Tercijarna struktura molekule
"List djeteline" je sekundarna struktura tRNA, međutim, zbog preklapanja, molekula poprima konformaciju u obliku slova L, koja se drži zajedno dodatnim vodikovim vezama.
L-oblik je tercijarna struktura tRNA i sastoji se od dva praktičkiokomite A-RNA spirale duljine 7 nm i debljine 2 nm. Ovaj oblik molekule ima samo 2 kraja, od kojih jedan ima antikodon, a drugi akceptorski centar.
Značajke vezanja tRNA na aminokiselinu
Aktivacija aminokiselina (njihovo vezanje za prijenosnu RNA) provodi se aminoacil-tRNA sintetazom. Ovaj enzim istovremeno obavlja 2 važne funkcije:
- katalizira stvaranje kovalentne veze između 3`-hidroksilne skupine akceptorske stabljike i aminokiseline;
- pruža princip selektivnog podudaranja.
Svaka od 20 aminokiselina ima svoju aminoacil-tRNA sintetazu. Može komunicirati samo s odgovarajućom vrstom transportne molekule. To znači da antikodon potonjeg mora biti komplementaran tripletu koji kodira ovu određenu aminokiselinu. Na primjer, leucin sintetaza će se vezati samo na tRNA namijenjenu leucinu.
U molekuli aminoacil-tRNA sintetaze postoje tri džepa za vezanje nukleotida, čija su konformacija i naboj komplementarni nukleotidima odgovarajućeg antikodona u tRNA. Dakle, enzim određuje željenu transportnu molekulu. Mnogo rjeđe, nukleotidni slijed akceptorskog stabla služi kao fragment prepoznavanja.
