Transfer RNA

Transfer RNA 70 ila 95 nükleobazdan oluşan ve iki boyutlu görünümde 3 ila 4 döngülü yonca benzeri bir yapıya sahip olan kısa zincirli bir RNA'dır.

Bilinen 20 proteinojenik amino asidin her biri için, sitozolden "kendi" amino asidini alabilen ve endoplazmik retikulumun bir ribozomu üzerindeki bir proteinin biyosentezi için uygun hale getirebilen en az 1 transfer RNA vardır.

Transfer RNA nedir?

Uluslararası olarak bilinen transfer RNA'sı tRNA kısaltılmış, yaklaşık 75 ila 95 nükleobazdan oluşur ve iki boyutlu plan görünümünde, üç değiştirilemez ve bir değişken döngü ve amino asit alıcı sapı olan yonca yaprağı benzeri bir yapıyı anımsatır.

Üç boyutlu üçüncül yapıda, bir tRNA molekülü, daha çok bir L-şekline benzer; kısa bacak, alıcı sapa ve uzun bacak antikodon döngüsüne karşılık gelir. DNA ve RNA'nın temel yapı taşlarını oluşturan değişmemiş dört nükleosit adenozin, üridin, sitidin ve guanozine ek olarak, tRNA'nın bir kısmı, DNA ve RNA'nın parçası olmayan toplam altı modifiye nükleositten oluşur. Ek nükleositler, dihidrouridin, inosin, tiyoüridin, psödoüridin, N4-asetilsitidin ve ribotimidindir.

TRNA'nın her dalında, DNA'ya benzer çift sarmallı bölümler ile konjuge nükleobazlar oluşur. Her tRNA, bilinen 20 proteinojenik amino asidi yalnızca belirli bir kısmını alabilir ve onu biyosentez için kaba endoplazmik retikuluma taşıyabilir ve orada kullanılabilir hale getirebilir. Buna göre, her proteinojenik amino asit için en az bir özel transfer RNA mevcut olmalıdır. Gerçekte, belirli amino asitler için birden fazla tRNA mevcuttur.

İşlev, efekt ve görevler

Transfer RNA'nın ana görevi, sitozolden belirli bir proteinojenik amino asidin amino asit alıcısına kenetlenmesine, onu endoplazmik retikuluma taşımasına ve orada en son depolanmış amino asidin karboksi grubuna bir peptid bağı yoluyla bağlanmasına izin vermektir, böylece oluşan protein bağlanabilir. bir amino asit ile genişletilmiştir.

Bir sonraki tRNA, kodlamaya göre "doğru" amino asidi depolamak için yeniden hazırdır. İşlemler yüksek hızda çalışıyor. İnsan hücreleri dahil ökaryotlarda polipeptit zincirleri, protein sentezi sırasında saniyede yaklaşık 2 amino asit kadar uzar. Ortalama hata oranı, binde bir amino asit civarındadır. Bu, protein sentezi sırasında kabaca her binde bir amino asidin yanlış sınıflandırıldığı anlamına gelir. Açıktır ki, evrim sürecinde, bu hata oranı, gerekli enerji harcaması ile olası olumsuz hata etkileri arasında en iyi uzlaşma olarak dengelenmiştir.

Protein sentezi süreci, büyüme sırasında hemen hemen tüm hücrelerde gerçekleşir ve metabolizmanın geri kalanını destekler. TRNA, belirli amino asitleri seçme ve taşıma işlevini ancak mRNA'nın (haberci RNA) DNA'nın karşılık gelen gen bölümlerinin kopyalarını yapmış olması durumunda yerine getirebilir. Her bir amino asit temelde üç nükleik baz, kodon veya üçlü dizisi tarafından kodlanır, böylece dört olası nükleik baz aritmetik olarak 4'ün 3'ün gücüne eşit 64 olasılığa eşittir. Bununla birlikte, sadece 20 proteinojenik amino asit olduğundan, bazı üçlüler kontrol için başlangıç ​​veya bitiş kodonları olarak kullanılabilir. Ayrıca, bazı amino asitler birkaç farklı üçlü tarafından kodlanır.

Bu, nokta mutasyonlarına karşı belirli bir hata toleransının elde edilmesi avantajına sahiptir, çünkü kodonun yanlış dizisi aynı amino asidi kodlar veya benzer özelliklere sahip bir amino asit proteine ​​dahil edilir, böylece birçok durumda sentezlenen protein nihayetinde hatasızdır. ya da işlevselliği biraz sınırlıdır.

Eğitim, oluşum, özellikler ve optimum değerler

Transfer RNA'lar hemen hemen tüm hücrelerde farklı miktarlarda ve farklı bileşimlerde bulunur. Diğer proteinler gibi kodlanırlar. Bireysel tRNA'ların planlarından farklı genler sorumludur. Sorumlu genler, karyoplazmadaki hücre çekirdeğinde kopyalanır, burada sözde öncüler veya ön-tRNA'lar da nükleer membrandan sitozole taşınmadan önce sentezlenir.

Sadece hücrenin sitozolünde pre-tRNA'lar, intronlar olarak adlandırılan, genler üzerinde hiçbir işlevi olmayan ve sadece birlikte taşınan, ancak yine de kopyalanan baz dizilerini birleştirerek bulunur. Diğer aktivasyon adımlarından sonra tRNA, belirli bir amino asidin taşınması için kullanılabilir. Mitokondri, kendi ihtiyaçları için tRNA'ları genetik olarak tanımlayan genleri de içeren kendi RNA'larına sahip oldukları için özel bir rol oynar. Mitokondriyal tRNA'lar, intramitokondriyal olarak sentezlenir.

Farklı transfer RNA'larının protein sentezine neredeyse evrensel katılımı ve hızlı dönüşümleri nedeniyle, optimum konsantrasyon değerleri veya üst ve alt limitleri olan referans değerleri verilemez. TRNA'ları aktive edebilen sitozol ve diğer enzimlerde karşılık gelen amino asitlerin mevcudiyeti, tRNA'ların işlevi için önemlidir.

Hastalıklar ve Bozukluklar

Transfer RNA'sının işlevinin bozulmasının en büyük tehlikesi, amino asitlerin, özellikle vücudun diğer amino asitlerle veya diğer maddelerle telafi edemediği esansiyel amino asitlerin eksikliğinden kaynaklanmaktadır.

TRNA'ların işlevindeki gerçek rahatsızlıklarla ilgili olarak, en büyük tehlike, transfer RNA'sının işlenmesinde belirli noktalarda müdahale eden ve en kötü durumda, karşılık gelen tRNA molekülünün işlevsel başarısızlığına yol açan gen mutasyonlarında yatmaktadır. İntron 1'deki bir gen mutasyonuna atfedilen bir anemi olan talasemi bir örnek olarak hizmet eder. İntron 2'yi kodlayan gendeki bir gen mutasyonu da aynı belirtiye yol açar. Sonuç olarak, hemoglobin sentezi, eritrositlerde ciddi şekilde kısıtlanır, böylece yetersiz oksijen kaynağı oluşur.