Transfer RNA er et kortkjedet RNA bestående av 70 til 95 nukleins baser og har en kløverbladlignende struktur med 3 til 4 løkker i todimensjonalt syn. For hver av de 20 kjente proteinogene aminosyrereksisterer det minst 1 overførings-RNA som kan ta opp "dets" aminosyre fra cytosolen og gjøre den tilgjengelig for biosyntese av et protein ved et ribosom i det endoplasmatiske retikulum.
Hva er overførings-RNA?
Overførings-RNA, forkortet internasjonalt som tRNA, består av omtrent 75 til 95 nukleins baser og, i todimensjonalt planriss, ligner en kløverbladlignende struktur med tre ikke-varierende sløyfer og en variabel sløyfe, samt aminosyreakseptorstammen. I den tredimensjonale tertiære strukturen ligner et tRNA-molekyl nærmere en L-form, med den korte bein tilsvarer akseptorstammen og det lange benet som tilsvarer antikodonsløyfen. I tillegg til de fire umodifiserte nukleosidene adenosin, uridin, cytidin og guanosin, som også danner de grunnleggende byggesteinene til DNA og RNA, en del av tRNA består av totalt seks modifiserte nukleosider som ikke er en del av DNA og RNA. De ytterligere nukleosidene er dihydrouridin, inosin, tiouridin, pseudouridin, N4-acetylcytidin og ribotymidin. I hver gren av tRNA, konjugerende nuklein baser form med dobbeltstrengede segmenter som er analoge med DNA. Hver tRNA kan ta opp og transportere bare en spesifikk av 20 kjente proteinogene aminosyrer til det grove endoplasmatiske retikulumet for biosyntese. Således, for hver proteinogen aminosyre, må minst ett spesialisert overførings-RNA være tilgjengelig. I virkeligheten er mer enn en tRNA tilgjengelig aminosyrer.
Funksjon, handling og roller
Hovedfunksjonen til overførings-RNA er å tillate at en spesifikk proteinogen aminosyre fra cytosolen legger til ved sin aminosyre-akseptor, å transportere den til det endoplasmatiske retikulumet, og der for å binde seg til karboksygruppen i den siste aminosyren festet via peptidbinding, slik at det begynnende proteinet forlenges med en aminosyre. Neste tRNA er deretter klar til å feste den "riktige" aminosyren i henhold til kodingen. Prosessene foregår i høy hastighet. I eukaryoter, dvs. også humane celler, forlenges polypeptidkjedene med ca. 2 amino syrer per sekund under proteinsyntese. Den gjennomsnittlige feilraten er omtrent en aminosyre per tusen. Dette betyr at under proteinsyntese ble omtrent hver tusen aminosyre sortert feil. Tydeligvis har denne feilraten i løpet av evolusjonen avgjort som det beste kompromisset mellom nødvendig energiforbruk og mulige negative feileffekter. Prosessen med proteinsyntese skjer i nesten alle celler under vekst og for å støtte andre metabolske funksjoner. TRNA kan bare utføre sin viktige oppgave og funksjon med å velge og transportere bestemt amino syrer hvis mRNA (messenger RNA) har laget kopier av det tilsvarende gen segmenter av DNA. Hver aminosyre er i utgangspunktet kodet av sekvensen av tre nukleinbaser, kodonen eller tripletten, slik at med de fire mulige nukleinbaser, tilsvarer 4 til kraften 3 64 muligheter aritmetisk. Men siden det bare er 20 proteinogene amino syrer, noen trillinger kan brukes til kontroll som innledende eller endelige kodoner. Dessuten er noen aminosyrer kodet av flere forskjellige tripletter. Dette har fordelen av å tilveiebringe en grad av feiltoleranse til punktmutasjoner, enten fordi kodens feil sekvens tilfeldigvis koder for den samme aminosyren, eller fordi en aminosyre med lignende egenskaper er innlemmet i proteinet, slik at i mange tilfeller syntetisert protein er til slutt feilfritt, eller dets funksjonalitet er bare noe begrenset.
Dannelse, forekomst, egenskaper og optimale verdier
Overførings-RNA er tilstede i nesten alle celler i varierende mengder og sammensetning. De er kodet som andre proteiner. Ulike gener er ansvarlige for tegningene til de enkelte tRNAene. De ansvarlige gener blir transkribert i kjernen i karyoplasma, hvor de såkalte forløperne eller pre-tRNAene også blir syntetisert før de blir transportert over kjernemembranen inn i cytosolen. Bare i cytosolen i cellen er pre-tRNAene aktivert av spleising av såkalte introner, basesekvenser som ikke har noen funksjon på genene og bare blir dratt med, men likevel transkribert. Etter ytterligere aktiveringstrinn er tRNA tilgjengelig for transport av en spesifikk aminosyre. mitokondrier spiller en spesiell rolle fordi de har sitt eget RNA, som også inneholder gener som genetisk definerer tRNA for deres egne behov. Mitokondrie tRNAer syntetiseres intramitokondrialt. På grunn av den nesten universelle involveringen av forskjellig overførings-RNA i proteinsyntese og på grunn av deres raske konvertering, ikke noe optimalt konsentrasjon verdier eller referanseverdier med øvre og nedre grense kan gis. Viktig for funksjonen til tRNA er tilgjengeligheten av passende aminosyrer i cytosolen og annet enzymer i stand til å aktivere tRNA.
Sykdommer og lidelser
De største truslene om å overføre RNA-dysfunksjon er mangler i aminosyrer, spesielt mangler i essensielle aminosyrer at kroppen ikke kan kompensere for med andre aminosyrer eller med andre stoffer. Når det gjelder virkelige forstyrrelser i funksjonen til tRNA, ligger den største faren i gen mutasjoner som griper inn på bestemte punkter i behandlingen av overførings-RNA og i verste fall føre til tap av funksjon av det tilsvarende tRNA-molekylet. talassemi, En anemi tilskrevet en gen mutasjon i intron 1, fungerer som et eksempel. En genmutasjon av genet som koder for intron 2 fører også til det samme symptomet. Som et resultat er det sterkt svekket hemoglobin syntese i erytrocytter, noe som resulterer i utilstrekkelig oksygen forsyning.
