Antras žingsnis įgyvendinant genetinę informaciją yra b altymo molekulės, pagrįstos pasiuntinio RNR, sintezė (vertimas). Tačiau, skirtingai nei transkripcija, nukleotidų sekos negalima tiesiogiai paversti aminorūgštimi, nes šie junginiai turi skirtingą cheminę prigimtį. Todėl vertimui reikalingas pernešimo RNR (tRNR) pavidalo tarpininkas, kurio funkcija yra išversti genetinį kodą į aminorūgščių „kalbą“.
Bendrosios perdavimo RNR charakteristikos
Transporto RNR arba tRNR yra mažos molekulės, kurios tiekia aminorūgštis į b altymų sintezės vietą (į ribosomas). Šio tipo ribonukleino rūgšties kiekis ląstelėje yra maždaug 10 % viso RNR telkinio.
Kaip ir kitų tipų ribonukleino rūgštys, tRNR susideda iš ribonukleozidų trifosfatų grandinės. Ilgisnukleotidų seka turi 70–90 vienetų, o apie 10 % molekulės sudėties patenka į smulkius komponentus.
Dėl to, kad kiekviena aminorūgštis turi savo nešiklį tRNR pavidalu, ląstelė sintetina daugybę šios molekulės atmainų. Priklausomai nuo gyvo organizmo tipo, šis rodiklis svyruoja nuo 80 iki 100.
tRNR funkcijos
Pernešimo RNR yra ribosomose vykstančios b altymų sintezės substrato tiekėjas. Dėl unikalaus gebėjimo jungtis ir su aminorūgštimis, ir su šablono seka, tRNR veikia kaip semantinis adapteris perduodant genetinę informaciją iš RNR formos į b altymo formą. Tokio tarpininko sąveika su kodavimo matrica, kaip ir transkripcijos metu, yra pagrįsta azotinių bazių komplementarumo principu.
Pagrindinė tRNR funkcija yra priimti aminorūgščių vienetus ir pernešti juos į b altymų sintezės aparatą. Už šio techninio proceso slypi didžiulė biologinė prasmė – genetinio kodo įgyvendinimas. Šio proceso įgyvendinimas pagrįstas šiomis ypatybėmis:
- visos aminorūgštys yra koduotos nukleotidų tripletais;
- kiekvienam tripletui (arba kodonui) yra antikodonas, kuris yra tRNR dalis;
- kiekviena tRNR gali prisijungti tik prie konkrečios aminorūgšties.
Taigi, b altymo aminorūgščių seka nustatoma pagal tai, kurios tRNR ir kokia tvarka proceso metu papildomai sąveikaus su pasiuntinio RNR.transliacijos. Tai įmanoma dėl to, kad perdavimo RNR yra funkciniai centrai, iš kurių vienas yra atsakingas už selektyvią aminorūgšties prijungimą, o kitas - už prisijungimą prie kodono. Todėl tRNR funkcijos ir struktūra yra glaudžiai tarpusavyje susijusios.
Perdavimo RNR struktūra
TRNA unikali tuo, kad jos molekulinė struktūra nėra tiesinė. Jį sudaro sraigtinės dvisruvės dalys, kurios vadinamos stiebais, ir 3 vienos grandinės kilpos. Savo forma ši struktūra primena dobilo lapą.
TRNR struktūroje išskiriami šie kamienai:
- priėmėjas;
- antikodonas;
- dihidrouridilas;
- pseudouridilas;
- papildoma.
Dvigubos spiralės stiebuose yra nuo 5 iki 7 Watson-Crickson porų. Akceptoriaus kamieno gale yra nedidelė nesuporuotų nukleotidų grandinė, kurios 3-hidroksilas yra atitinkamos aminorūgšties molekulės prijungimo vieta.
Struktūrinė sritis, skirta prisijungti prie mRNR, yra viena iš tRNR kilpų. Jame yra antikodonas, papildantis jutimo tripletą pasiuntinio RNR. Tai yra antikodonas ir priimantis galas, kurie atlieka tRNR adapterio funkciją.
Tretinė molekulės struktūra
Dobilas yra antrinė tRNR struktūra, tačiau dėl susilankstymo molekulė įgauna L formos konformaciją, kurią kartu laiko papildomi vandeniliniai ryšiai.
L forma yra tretinė tRNR struktūra ir praktiškai susideda iš dviejųstatmenos A-RNR spiralės, kurių ilgis 7 nm ir storis 2 nm. Ši molekulės forma turi tik 2 galus, iš kurių vienas turi antikodoną, o kitas turi akceptoriaus centrą.
tRNR prisijungimo prie aminorūgšties ypatybės
Aminorūgščių aktyvinimas (jų prijungimas prie RNR pernešimo) vykdomas aminoacil-tRNR sintetaze. Šis fermentas vienu metu atlieka 2 svarbias funkcijas:
- katalizuoja kovalentinio ryšio susidarymą tarp akceptoriaus kamieno 3`-hidroksilo grupės ir aminorūgšties;
- pateikia atrankinio atitikimo principą.
Kiekviena iš 20 aminorūgščių turi savo aminoacil-tRNR sintetazę. Jis gali sąveikauti tik su atitinkamo tipo transportavimo molekule. Tai reiškia, kad pastarosios antikodonas turi būti komplementarus tripletui, koduojančiam šią konkrečią aminorūgštį. Pavyzdžiui, leucino sintetazė prisijungs tik prie tRNR, skirtos leucinui.
Aminoacil-tRNR sintetazės molekulėje yra trys nukleotidus surišančios kišenės, kurių konformacija ir krūvis papildo atitinkamo tRNR antikodono nukleotidus. Taigi fermentas nustato norimą transportavimo molekulę. Daug rečiau akceptoriaus kamieno nukleotidų seka yra atpažinimo fragmentas.
