RNA ülekandmine

RNA ülekandmine "RNA" on lühikese ahelaga RNA, mis koosneb 70 kuni 95 nukleobaasist ja millel on kahemõõtmelises vaates ristiku sarnane struktuur, millel on 3 kuni 4 silmust.

Kõigi 20 teadaoleva proteinogeense aminohappe kohta on vähemalt üks ülekande RNA, mis suudab tsütosoolist ära võtta oma “aminohappe” ja teeb selle valgu biosünteesi jaoks kättesaadavaks endoplasmaatilise retikulumi ribosoomi.

Mis on Transfer RNA?

Ülekande RNA, rahvusvaheliselt tuntud kui tRNA lühendatult, koosneb umbes 75 kuni 95 tuumabaasist ja meenutab kahemõõtmelises ülaltvaates ristikheinataolist struktuuri, millel on kolm fikseeritud ja ühte muutuvat aasa ning aminohapet aktsepteeriv vars.

Kolmemõõtmelises tertsiaarses struktuuris sarnaneb tRNA molekul L-kujuga, lühike jalg vastab aktseptori varrele ja pikk jalg antikoodonsilmusele. Lisaks neljale muutmata nukleosiidile adenosiinile, uridiinile, tsütidiinile ja guanosiinile, mis moodustavad ka DNA ja RNA põhilised ehitusplokid, koosneb osa tRNA-st kokku kuuest modifitseeritud nukleosiidist, mis ei ole osa DNAst ja RNA-st. Täiendavad nukleosiidid on dihüdrouridiin, inosiin, tiouridiin, pseudouridiin, N4-atsetüültsütidiin ja ribotümidiin.

TRNA igas harus moodustuvad konjugeeruvad nukleobaasid kaheahelaliste lõikudega, mis on analoogsed DNA-ga. Iga tRNA võib võtta ainult teatud 20 tuntud proteinogeensest aminohappest ja transportida selle biosünteesi töötlemata endoplasmaatilisse retikulumisse ja muuta see seal kättesaadavaks. Vastavalt sellele peab iga proteinogeense aminohappe jaoks olema saadaval vähemalt üks spetsialiseeritud siirde RNA. Tegelikult on teatud aminohapete jaoks saadaval rohkem kui üks tRNA.

Funktsioon, mõju ja ülesanded

Ülekande RNA põhiülesanne on võimaldada tsütosoolil spetsiifilisel proteinogeensel aminohappel dokkida oma aminohappeaktseptorile, transportida see endoplasmaatilisse retikulumisse ja kinnitada see peptiidsideme kaudu viimase kinnitatud aminohappe karboksürühmaga, nii et moodustunud valk saaks kinnituda pikendatud ühe aminohappe võrra.

Järgmine tRNA on siis jälle valmis "õige" aminohappe salvestamiseks vastavalt kodeerimisele. Protsessid toimuvad suurel kiirusel. Eukarüootides, sealhulgas inimese rakkudes, pikenevad polüpeptiidahelad proteiinisünteesi ajal umbes 2 aminohappe võrra sekundis. Keskmine veamäär on umbes üks aminohape tuhande kohta. See tähendab, et valkude sünteesi käigus sorteeriti valesti iga tuhat aminohapet. Ilmselt on see veamäär evolutsiooni käigus tasandatud kui parim kompromiss vajalike energiakulude ja vigade võimalike negatiivsete mõjude vahel.

Valgu sünteesi protsess toimub kasvu ajal peaaegu kõigis rakkudes ja ülejäänud ainevahetuse toetamiseks. TRNA saab oma olulist ülesannet ja funktsiooni teatud aminohapete valimisel ja transportimisel täita vaid siis, kui mRNA (Messenger RNA) on teinud DNA vastavatest geenisegmentidest koopiad. Iga aminohape kodeeritakse põhimõtteliselt kolme tuumaaluse, koodoni või kolmiku, järjestusega, nii et neli võimalikku nukleiinalust, mille aritmeetiline väärtus 4 on 3, võrdub 64 võimalusega. Kuna aga on ainult 20 proteinogeenset aminohapet, saab mõnda tripletti kasutada kontrolli või algkoodonina. Mõnda aminohapet kodeerivad ka mitmed erinevad kolmikud.

Selle eeliseks on see, et punktimutatsioonide suhtes saavutatakse teatav veataluvus, kuna koodoni vale järjestus kodeerib sama aminohapet või kuna valku on sisse viidud sarnaste omadustega aminohape, nii et paljudel juhtudel on sünteesitud valk vigadeta või selle funktsionaalsus on vaid pisut piiratud.

Haridus, esinemine, omadused ja optimaalsed väärtused

Ülekande RNA-d esinevad peaaegu kõigis rakkudes erinevates kogustes ja erineva koostisega. Need on kodeeritud nagu teisedki valgud. Erinevate geenide eest vastutavad üksikute tRNA-de kavandid. Vastutavad geenid transkribeeritakse raku tuumas karüoplasmas, kus sünteesitakse ka niinimetatud prekursorid või pre-tRNA-d, enne kui nad transporditakse läbi tuumemembraani tsütosooli.

Ainult raku tsütosoolis asuvad pre-tRNA-d, n-ö intronite splaissimise teel, alusjärjestused, millel pole geenides funktsiooni ja mida kantakse ainult mööda, kuid mis igal juhul transkribeeritakse. Pärast edasisi aktiveerimisetappe on tRNA saadaval teatud aminohappe transportimiseks. Mitokondrid mängivad erilist rolli, kuna neil on oma RNA, mis sisaldab ka geene, mis määratlevad tRNA-d geneetiliselt oma eesmärkidel. Mitokondriaalsed tRNA-d sünteesitakse intramitokondriaalselt.

Erinevate ülekande-RNA-de peaaegu universaalse osalemise tõttu valkude sünteesis ja nende kiire muundamise tõttu ei saa anda optimaalseid kontsentratsiooniväärtusi ega ülemise ja alumise piirväärtusega võrdlusväärtusi. TRNA-de funktsioneerimiseks on oluline vastavate aminohapete kättesaadavus tsütosoolis ja muudes ensüümides, mis on võimelised aktiveerima tRNA-sid.

Haigused ja häired

Ülekande-RNA funktsiooni häirimise suurim oht ​​seisneb aminohapete varustamatuses, eriti asendamatute aminohapete puuduses, mida keha ei suuda korvata teiste aminohapete või teiste ainetega.

TRNA-de funktsionaalsete häirete osas on suurim oht ​​geenimutatsioonides, mis sekkuvad ülekantava RNA töötlemise teatud punktidesse ja halvimal juhul põhjustavad vastava tRNA-molekuli funktsionaalse tõrke. Näitena võib tuua talasseemia, aneemia, mis omistatakse geenimutatsioonile intronis 1. Intron 2 kodeerivas geenis esinev mutatsioon viib sama sümptomini. Selle tulemusel on erütrotsüütides hemoglobiini süntees tõsiselt piiratud, nii et toimub ebapiisav hapnikuvarustus.