Что такое тРНК?
Транспортная РНК, широко известный как тРНК, Играет жизненно важную роль в синтезе белка путем соединения кодонов, обнаруженных в РНК мессенджера (мРНК) с их соответствующими аминокислотами. Каждая молекула тРНК содержит антикодонную петлю, которая распознает специфические кодоны через спаривание оснований.
Это позволяет тРНК доставлять правильную аминокислоту, указанную кодоном мРНК в рибосому для сборки белка. Есть 500 разные гены тРНК, обнаруженные в геноме человека, которые кодируют тРНК, несущие все 20 Стандартные аминокислоты. Это гарантирует, что существует достаточно тРНК для облегчения эффективного перевода генетического кода.
Как тРНК распознает кодоны мРНК?
Ключ к функции тРНК заключается в его антикодоне, последовательность из трех нуклеотидов, которые образуют водородные связи с комплементарным кодоном мРНК. Это базовое сочетание следует за правилами комплементарности Уотсона-Крика, где Аденин (А) Пары с урацилом (ты) и цитозин (С) Пары с гуанином (г).
Данная тРНК несет только один тип аминокислоты, определяется специфической последовательности антикодона. Например, ТНК с антикодонским UAC распознает кодон AUG и прикрепляет аминокислотный метионин. Это точное сочетание оснований позволяет TRNAS верно переводить кодонов и собирать правильную белковую последовательность.
Что такое пары шатков и как оно расширяет генетический код?
Некоторые тРНК демонстрируют явление, известное как пары шатков, где третья позиция антикодона может образовывать пары оснований с более чем одним нуклеотидом в кодоне. Например, гуанин (г) В третьей позиции антикодона может сочетаться с любым цитозином (С) или урацил (ты) в кодоне мРНК.
Эта повышенная гибкость в третьем положении антикодона позволяет одной тРНК распознавать несколько кодонов, указывающих одну и ту же аминокислоту. Через колебание, Одна тРНК может связываться с двумя или более кодонами. Это повышает трансляционную эффективность за счет экономии на количество различных молекул тРНК, необходимых для трансляции генетического кода.
Как аминокислоты прикрепляются к тРНК?
Аминоацил-тРНК-синтетазы катализируют прикрепление специфических аминокислот к родственным молекулам тРНК. Каждая синтетаза распознает только одну тРНК и соответствующую аминокислоту. Реакция подпитывается гидролизующим АТФ в усилитель и пирофосфат. Каждая синтетаза обладает отличительными структурными элементами и связывающими карманами, адаптированными для точного различения между ее мишени-аминокислотой парой и всех остальных.
Иногда возникают ошибки во время редактирования неправильно прикрепленных аминокислот. Стадии корректуры, такие как гидролиз тРНК, защищенных неправильных зарядов, защищают от ошибок и обеспечивают высокую точную трансляцию генетического кода.
Какова структура молекулы тРНК?
Первичная последовательность тРНК склад. Один рука оснащена антикодонной петлей, в то время как другой конечный закрепляет прикрепленную аминокислоту. Различные транскрипты тРНК принимают тонко разнообразные структуры, позволяющие аминоацил-тРНК-синтетазам различать их с изысканной селективностью.
Эта надежная, но адаптируемая архитектура идеально подходит для того, чтобы пройти аминокислотную зарядку и доставку в рибосому. Молекулярное моделирование дало представление о структурных перестройках, которые могут сопровождать функциональные переходы тРНК во время синтеза белка.
Как ТРНК взаимодействуют с рибосомой?
После аминоациалирования, ТРНК взаимодействуют с мРНК и рибосомой для облегчения сборки белка. Рибосома содержит три сайта связывания для тРНК — а, P и E сайты. Заряженные TRNAs Введите сайт A и пару с родственными кодонами. Катализируется факторами удлинения, Образование пептидной связи связывает входящую аминокислоту с растущей полипептидной цепью с последующей транслокацией тРНК на сайты P и E.
Пустые тРНК Выйдите из рибосомы с сайта E, чтобы быть заряженной для последующих раундов перевода. Точно скоординированные движения мРНК, ТРНК и рибосомные субъединицы управляют фабрикой производства белка.
Как транскрибируются ТРНК?
ТРНК транскрибируются из генов в ядре с помощью РНК -полимеразы III. Гены тРНК содержат внутреннюю промоторную область, признанную РНК -полимеразой III и другими факторами транскрипции. Первоначальная транскрипция - это длинная тРНК -предшественника, содержащая дополнительные последовательности, которые необходимо обработать.
Этот предшественник подвергается 5′ задержка, интрон сплайсинг, и 3′ Дополнение трейлера. Ферменты делают точные разрезы, чтобы обрезать фланкирующие последовательности и лигировать экзоны, оставив только каноническую вторичную структуру Cloverleaf.
Какую роль играют модификационные ферменты?
После транскрипции и обработки, ТРНК подвергаются обширной посттранскрипционной модификации, катализируемой различными ферментами модификации. Над 100 Различные модификации были обнаружены в ТРНК, Большинство, происходящее в специфических нуклеотидах в области антикодонного стебля и петли.
Модификации тонкая структурная стабильность, обязательное сродство, Элементы распознавания и сигналы клеточной локализации. Они играют важную роль в коррекции, Предотвращение фрейм -съемки и облегчения набора факторов удлинения во время перевода.
Как ТРНК транспортируются в цитоплазму?
Зарождающиеся тРНК экспортируются из ядра в цитоплазму для использования в трансляции. Экспорт облегчается конкретными носителями и транспортерами. У эукариотов, Многие тРНК содержат транспортный элемент, который позволяет распознавать экспортином и перемещением через комплексы ядерных пор. Специализированные транспортные факторы связываются вместе с RAN-GTP для доставки тРНК в цитоплазму, где они присоединяются к бассейну, связанному с аминоацилированием. Ретроградный ядерный импорт аберрантных ТРНК обеспечивает контрольную точку контроля качества.
Каков жизненный цикл тРНК?
После аминоациалирования в цитоплазме, ТРНК временно ассоциируются с факторами удлинения и рекрутируют аминокислоты в рибосому для синтеза белка. Каждый раунд перевода, по оценкам, включен в 200 реактивные циклы по одной молекуле тРНК.
Поскольку тРНК постоянно восстанавливаются, Они должны поддерживать точные структуры и сопротивляться деградации. Используемые тРНК разбираются от рибосомы и подвергаются ремонту, переработка или деградация в зависимости от степени повреждения. Контроль качества обеспечивает только неповрежденные и полностью функциональные ТРНК поддерживают новые раунды перевода.
Почему понимание тРНК важно для научных исследований и здоровья человека?
Понимание полной работы тРНК имеет решающее значение для продвижения наших знаний о фундаментальных биологических процессах и разработки потенциальных терапевтических вмешательств. Раскрывая механизмы, с помощью которых молекулы тРНК участвуют в переводе, Исследователи могут получить представление о основных причинах генетических расстройств, рак, и другие заболевания, связанные с ошибками в синтезе белка.
Более того, Возможность разработать или модифицировать молекулы тРНК имеет перспективы для различных применений, Такие, как продуцирование биотерапевтических белков с нестандартными аминокислотами или развитие новых антимикробных агентов, которые нацелены на механизм трансляции патогенных организмов.
Краткое содержание
В заключение, в то время как компактный по размеру, ТРНК играют многогранную роль в экспрессии генов. Их транскрипция, обработка, Модификация и внутриклеточное распределение включают в себя множество ферментов и транспортеров, работающих в изысканной координации. Непрерывная регенерация жизненно важна для поддержания высоких потребностей синтеза белка. Прямое регулирование на каждом этапе защищает целостность и верность генетического кода. Сбалансированный пул тРНК образует основу для точной и эффективной продукции белка во всех живых клетках.
