Drugi korak pri implementaciji genetskih informacij je sinteza proteinske molekule na podlagi sporočilne RNA (prevajanje). Vendar pa za razliko od transkripcije nukleotidne sekvence ni mogoče neposredno prevesti v aminokislino, saj imajo te spojine drugačno kemično naravo. Zato je za prevajanje potreben posrednik v obliki prenosne RNA (tRNA), katere funkcija je prevesti gensko kodo v "jezik" aminokislin.
Splošne značilnosti prenosne RNA
Transportne RNA ali tRNA so majhne molekule, ki dostavijo aminokisline na mesto sinteze beljakovin (v ribosome). Količina te vrste ribonukleinske kisline v celici je približno 10 % celotnega bazena RNA.
Tako kot druge vrste ribonukleinskih kislin je tRNA sestavljena iz verige ribonukleozidnih trifosfatov. Dolžinanukleotidno zaporedje ima 70-90 enot in približno 10% sestave molekule pade na manjše komponente.
Zaradi dejstva, da ima vsaka aminokislina svoj nosilec v obliki tRNA, celica sintetizira veliko število sort te molekule. Odvisno od vrste živega organizma se ta indikator giblje od 80 do 100.
Funkcije tRNA
Transfer RNA je dobavitelj substrata za sintezo beljakovin, ki se pojavlja v ribosomih. Zaradi edinstvene sposobnosti vezave tako na aminokisline kot na zaporedje predloge deluje tRNA kot semantični adapter pri prenosu genetskih informacij iz oblike RNA v obliko proteina. Interakcija takega posrednika s kodirno matriko, kot pri transkripciji, temelji na načelu komplementarnosti dušikovih baz.
Glavna funkcija tRNA je, da sprejme aminokislinske enote in jih transportira v aparat za sintezo beljakovin. Za tem tehničnim procesom je ogromen biološki pomen – implementacija genetske kode. Izvedba tega postopka temelji na naslednjih značilnostih:
- vse aminokisline so kodirane s trojčki nukleotidov;
- za vsak triplet (ali kodon) obstaja antikodon, ki je del tRNA;
- vsaka tRNA se lahko veže samo na določeno aminokislino.
Tako je aminokislinsko zaporedje proteina določeno s tem, katere tRNA in v kakšnem vrstnem redu bodo komplementarno sodelovale z nosilno RNA v procesuoddaj. To je mogoče zaradi prisotnosti funkcionalnih centrov v prenosni RNA, od katerih je eden odgovoren za selektivno vezavo aminokisline, drugi pa za vezavo na kodon. Zato sta funkcije in struktura tRNA tesno medsebojno povezani.
Struktura prenosne RNA
TRNA je edinstvena po tem, da njena molekularna struktura ni linearna. Vključuje spiralne dvoverižne odseke, ki se imenujejo stebla, in 3 enoverižne zanke. Po obliki ta oblika spominja na list detelje.
V strukturi tRNA se razlikujejo naslednja stebla:
- prejemnik;
- antikodon;
- dihidrouridil;
- psevdouridil;
- dodatno.
Stebla z dvojno vijačnico vsebujejo 5 do 7 parov Watson-Crickson. Na koncu akceptorskega stebla je majhna veriga neparnih nukleotidov, katerih 3-hidroksil je mesto pritrditve ustrezne aminokislinske molekule.
Strukturna regija za povezavo z mRNA je ena od zank tRNA. Vsebuje antikodon, ki dopolnjuje čutni triplet v sporočilni RNA. Antikodon in sprejemni konec zagotavljata funkcijo adapterja tRNA.
Terciarna struktura molekule
"Deteljica" je sekundarna struktura tRNA, vendar zaradi zlaganja molekula pridobi konformacijo v obliki črke L, ki jo skupaj držijo dodatne vodikove vezi.
L-oblika je terciarna struktura tRNA in je sestavljena iz dveh praktičnopravokotne vijačnice A-RNA z dolžino 7 nm in debelino 2 nm. Ta oblika molekule ima samo 2 konca, od katerih ima eden antikodon, drugi pa akceptorsko središče.
Lastnosti vezave tRNA na aminokislino
Aktivacija aminokislin (njihova vezava na prenosno RNA) se izvaja z aminoacil-tRNA sintetazo. Ta encim hkrati opravlja 2 pomembni funkciji:
- katalizira nastanek kovalentne vezi med 3`-hidroksilno skupino akceptorskega stebla in aminokislino;
- zagotavlja načelo selektivnega ujemanja.
Vsaka od 20 aminokislin ima svojo aminoacil-tRNA sintetazo. Lahko komunicira samo z ustrezno vrsto transportne molekule. To pomeni, da mora biti antikodon slednjega komplementaren tripletu, ki kodira to posebno aminokislino. Na primer, levcin sintetaza se bo vezala samo na tRNA, namenjeno levcinu.
V molekuli aminoacil-tRNA sintetaze so trije žepi, ki vežejo nukleotide, katerih konformacija in naboj sta komplementarna nukleotidom ustreznega antikodona v tRNA. Tako encim določi želeno transportno molekulo. Veliko manj pogosto nukleotidno zaporedje akceptorskega stebla služi kot prepoznavni fragment.
