Synteza i splicing RNA
Synteza RNA – transkrypcja – to proces przepisywania informacji genetycznej zapisanej w sekwencji
nukleotydów wchodzących w skład DNA, na sekwencję nukleotydów budujących cząsteczkę RNA.
Katalizuje go polimeraza RNA. Podstawową reakcją jest utworzenie wiązania fosfodiestrowgo.
Hydroksyl 3’ ostatniego nukleotydu nowego łaocucha RNA przeprowadza atak nukleofilowy na grupę
fosforanową alfa zbliżającego się rNTP, uwalniając pirofosforan.
DNA RNA
TRANSKRYPCJA PROKARIOTYCZNA
POLIMERAZA RNA:
- holoenzym,
- podjednostka sigma odszukuje miejsca promotorowe, pomaga zainicjowad syntezę RNA, a
następnie oddysocjowuje od enzymu gdy RNA osiągnie długośd 9-10nt; jest odpowiedzialna za
specyficzne wiązanie się polimerazy RNA z promotorem
- w rdzeniu enzymu znajduje się centrum katalityczne, zawierające 2 jony metalu (1 związany a drugi
pojawia się razem z NTP i opuszcza z PPi)
- ma aktywnośd nukleazową, zatrzymuje się i poprawia wprowadzone błędy, błąd pojawia się średnio
1 na 10
4
-10
5
nt
Funkcje polimerazy RNA:
1.Poszukuje promotorów
2.Rozplata krótki odcinek dsDNA – MATRYCJĄ JEST JEDNONICIOWY DNA
3.Wybiera odpowiedni rNTP i katalizuje utworzenie wiązania fosfodiestrowego – ENZYM NIE
ODŁĄCZA SIĘ OD DNA
4. Rozpoznaje sygnały germinacji transkrypcji
5.Oddziałuje z czynnikami transkrypcyjnymi
Czynniki transkrypcyjne – białka odrębne w stosunku do DNA, mogą aktywowad bądź wpływad
negatywnie na syntezę RNA. Ważniejszą rolę odgrywają u eukariontów.
Promotor – sekwencja dna wskazująca polimerazie gdzie zacząd transkrypcję.
Footprinting – metoda charakteryzowania promotorów, a także innych miejsc w DNA, do których
wiążą się białka.
- znakowanie kooca DNA 32-P, do jednej próby dodana polimeraza RNA chroniąca cząsteczki z
promotorem, trawienie DNazą, elektroforeza (rozdział pod względem długości)
Promotory prokariotyczne:
- sekwencje -10 i -35, złożone z 6 par zasad każda, *numeracja dotyczy nici kodującej DNA o takiej
samej sekwencji jak transkrypt RNA, nid matrycowa DNA jest komplementarna do nich]
- są to najsilniejsze promotory, słabe mają modyfikacje sekwencji
- optymalna odległośd dzieląca te promotory to 17nt
- siła promotora wpływa bezpośrednio na poziom transkrypcji danego genu
Elementy promotorowe – dodatkowo oprócz promotora, 40-60nt upstream, stwarzają dodatkowe
miejsca wiązania polimerazy
E.coli ma kilka czynników sigma, odpowiedzialne za odpowiedź komórki na różne czynniki, np.: sigma
70 – rozpoznaje sekwencje zgodne -10,-35; sigma 32 – rozpoznaje promotory szoku cieplnego. SIGMA
ODGRYWA WAŻNĄ ROLĘ W WYBORZE GENÓW TRANSKRYBOWANYCH PRZEZ POLIMERAZĘ RNA.
Synteza RNA:
- nie wymaga startera, wydłużanie w kierunku 5’3’
- charakterystyczny koniec 5’: pppG lub pppA
INICJACJA:
- polimeraza łączy się z dsDNA i przesuwa po nim, dopóki nie trafi na promotor
Rozplatanie dsDNA:
- zasadniczy punkt transkrypcji
- dokonuje tego polimeraza DNA
- nid DNA selekcjonuje odpowiednie nukleotydy, tworząd pary W-C
- rozplatanie fragmentów długości 17 par zasad (1,6 skrętu helisy B-DNA)
- ujemne skręcenie kolistego DNA wspomaga transkrypcję, bo ułatwia rozplatanie, jednak niektóre
promotory są stymulowane przez ujemne superskręty (np. genu topoizomerazy II)
- ochrona przed zbyt mocnym zwinięciem – kontrola zwrotna -> spada tempo transkrypcji danego
genu wraz ze wzrostem skrętów
ELONGACJA:
- początek po uformowaniu pierwszego wiązania fosfodiestrowego
- bąbel transkrypcyjny – rejon zawierający polimerazę RNA, DNA (rozplecione 17 par zasad) i nowy
RNA
- hybrydowa helisa DNA-RNA ma długośd 8 pz
- szybkośd 50nt/s
TERMINACJA:
- również dokładnie kontrolowana
- ustaje formowanie nowych wiązao, oddysocjowuje RNA (najpierw od matrycy, potem od enzymu),
stopiony DNA się zaplata a polimeraza uwalnia matrycę
- koniec transkrypcji wyznacza palindromowy rejon bogaty w pary G-C, za którym występuje
fragment bogaty w A-T przez to powstaje struktura spinki RNA; za nią pojawia się sekwencja
czterech lub więcej reszt U, na nich bądź za nimi, kooczy się transkrypt RNA
- polimeraza „przystaje”, sekwencja za spinką jest bardzo niestabilna bo zawiera pary rU-dA
(najsłabsze)
TERMINACJA, GDY NIE MA SPINKI – pomoc białka Rho
- białko rho – heksametryczna budowa, podobna do syntazy ATP
- hydrolizuje ATP w obecności ssRNA
-białko Rho „goni” polimerazę RNA, ciągnąc nowopowstające RNA, RNA o długości 72 nt, znajduje się
w środku heksameru
- jego działanie zależy od sekwencji bogatych w C i ubogich w G
- jak dogoni polimerazę rozrywa hybrydową helisę DNA-RNA, działając jak helikaza
BIAŁKO nusA u E.coli – umożliwia polimerazie rozpoznanie charakterystycznej klasy miejsc terminacji
– atenuatorów – podlegają regulacji i dostosowują ekspresję genów do zapotrzebowania komórki na
pokarm
W obu przypadkach sygnały terminacji znajdują się na RNA!
INHIBICJA TRANSKRYPCJI – ANTYBIOTYKI
Ryfampicyna – specyficznie hamuję inicjację transkrypcji, przeszkadza w utworzeniu się pierwszych
wiązao fosfodiestrowych. Blokuje kanał w polimerazie RNA, przez który powinien się przesuwad
hybryd RNA-DNA. Nie wstrzymuje elongacji łaocucha, którego synteza już się rozpoczęła. WPŁYWA
TYLKO NA PROKARIOTA, dzięki temu może byd stosowana przeciw gruźlicy
Aktynomycyna D – wiąże się silnie i specyficznie do dsDNA, przez co uniemożliwia wykorzystanie go
jako matrycy o syntezy. Pierścieo fenoksazonowy wślizguje się (interkaluje) pomiędzy sąsednie pary
zasad w DNA. W małych stężeniach nie wpływa na replikację i syntezę białka, dlatego jest stosowana
do transkrypcji u eukariontów i prokariotów. Stosowana w leczeniu niektórych nowotworów, bo ma
zdolnośd blokowania wzrostu szybko dzielących się komórek.
Powstawanie tRNA i rRNA:
- wytwarzane są przez rozcinanie i inne modyfikacje nowo powstałych łaocuchów RNA,
Rozcinanie:
- rybonukleaza P – tworzy wszystkie poprawne kooce 5’ tRNA u E.coli; za aktywnośd katalityczną
odpowiedzialna jest cząsteczka RNA
- rybonukleaza III – wycina prekursory rRNA: 5S, 16S, 23S; rozcina RNA w dwuniciowych rejonach
spinek
Dodawanie nukleotydów do kooców:
- dodawanie do 3’-kooca sekwencji CCA w tRNA, przez enzym niezależny od matrycy DNA
Modyfikacje zasad i reszt rybozy w rRNA:
- rybotymidylan, pseudourydylan
U bakterii translacja zaczyna się zanim zakooczy się transkrypcja!
TRANSKRYPCJA EUKARIOTYCZNA:
- w każdym typie komórek inaczej jest regulowana ekspresja genów
Czynniki wpływające na precyzję regulacji ekspresji genów:
1.Otoczka jądrowa – przestrzenne i czasowe rozdzielenie transkrypcji i translacji, transkrypcja
zachodzi w jądrze komórkowym, a translacja w cytoplazmie.
2.Rozbudowane mechanizmy regulacyjne – więcej sekwencji promotorowych niż u eukariota, mogą
leżed w różnych miejscach w stosunku do genu
3.Dojrzewanie RNA – dojrzewanie pierwotnego tran skryptu zanim przekształci się w mRNA.
POLIMERAZY RNA
- 3 rodzaje różniące się specyficznością do matrycy, umiejscowieniem w jądrze i wrażliwością na
inhibitory
- są to duże, złożone enzymy, 8-14 polipeptydów, wykazują homologię względem siebie i bakteryjnej
polimerazy,
- polimeraza II ma unikatową domenę znajdującą się na karboksylowym koocu największej
podjednostki (domena CTD), zawiera wielokrotnie powtórzony motyw YSPTSPS, aktywnośd
polimerazy jest regulowana przez fosforylację reszt Ser i Thr w tym motywie
- alfa amanityna wiąże się z polimerazą II i hamuje elongację transkrypcji
Promotory – składają się z konserwatywnych sekwencji, w zależności od polimerazy różnia się
sekwencją i położeniem
Polimeraza RNA I – DNA kodujący rRNA, wielokrotnie powtórzone, ułożone tandemowo odcinki,
każdy zawiera 3 geny rRNA, promotory leżą na fragmentach oddzielających powtórzenia. Sekwencja
promotora podobna jest do TATA – rybosomowy element inicjatorowy rInr. Element UPE znajduje się
150-200 nt upstream. Obie sekwencje rozpoznawane są przez białka odpowiedzialne za połączenie
ich z polimerazą I.
Polimeraza RNA II – promotory o zachowawczej sekwencji definiującej miejsce startu transkrypcji,
odpowiedzialne za przyłączenie polimerazy; poszczególne promotory różnią się zestawem i
ułożeniem sekwencji. Transkrypcja zależy od sekwencji wzmacniających, które mogą byd położone
bardzo daleko od startu transkrypcji (1 kz)
Promotory PII:
- kaseta TATA położona między -30 a -100 – najważniejszy promotor . Mutacja nawet pojedynczej
zasady znacząco wpływa na osłabienie promotora (istotna sekwencja a nie tylko duża ilośd A-T).
- element inicjatorowy Inr – wyznacza miejsce startu transkrypcji, występuje razem z kasetą TATA,
pomiędzy -3 a +5. Wzmacnia on aktywnośd transkrypcyjną promotora.
- DPE element rdzenia promotora położony poniżej (downstream) – często spotykany w promotorach
z Inr, ale bez kasety TATA, pomiędzy +28 a +32
- Dodatkowe elementy regulatorowe znajdują się pomiędzy -40 i -150, działają nawet jak znajdują się
na nici matrycowej, a nie kodującej; nie są rozpoznawane bezpośrednio przez polimerazę, tylko przez
dodatkowe białka (czynniki transkrypcyjne)
Kaseta CAAT
Kaseta GC – z reguły w genach kostytutywnych
Polimeraza III – promotory leżą w obrębie sekwencji kodującej, czyli poniżej miejsca początku
transkrypcji, są to promotory wewnątrzgenowe.
Typy p.wewnątrzgenowych:
- typ I – bloki A i C, charakterystyczny dla 5S rRNA
- typ II – bloki A i B, w tRNA
CZYNNIKI TRANSKRYPCYJNE:
- TFII – nakierowują polimerazę II do miejsca startu transkrypcji, wiązanie TFIID do TATA rozpoczyna
inicjację transkrypcji
- TBP (jest częścią TFIID) – białko rozpoznające TATA, wiąże się z nim 10
5
razy silniej niż z do innych
sekwencji DNA, stała dysocjacji kompleksu TATA-TBP = 1nM, przypomina siodło, po związaniu
wywołuje w DNA duże zmiany konformacyjne (dsDNA jest częściowo rozplatana, poszerza się mały
rowek, dzięki czemu TBP ma precyzyjniejszy kontakt, dominują oddziaływania hydrofobowe). DNA
zostaje zgięte, dzięki elastyczności par A-T, po bokach sekwencji TATA DNA pozostaje w konformacji
B. Asymetrycznośd kompleksu TATA-TBP jest bardzo istotna w precyzyjnym określeniu miejsca startu
transkrypcji i wpływa na to, żeby synteza RNA przebiegała w jednym kierunku.
TBP-TATA jest podstawą kompleksu inicjującego transkrypcję. Do wypukłego siodła TBC przyłącza się
reszta czynników transkrypcyjnych w kolejności:
1.TFIIA
2.TFIIB
3.TFIIF – helikaza zależna od ATP, która rozpoczyna rozplatanie DNA
4. Polimeraza II RNA
5. TFIIE
To wszystko tworzy podstawowy kompleks transkrypcyjny.
Domena CTD polimerazy w tym momencie jest nieufosforylowana.
Fosforylacja CTD sygnalizuje przejście do inicjacji elongacji. Fosforylacja stabilizuje proces wydłużania
transkryptu i przyciąga enzymy związane z dojrzewaniem RNA (dzięki temu dojrzewanie zachodzi już
podczas elongacji).
Większośd czynników transkrypcyjnych jest uwalniana zanim polimeraza opuści rejon promotorowy.
Podstawowy kompleks transkrypcyjny inicjuje transkrypcję z małą wydajnością, potrzebne są
dodatkowe czynniki transkrypcyjne, żeby osiągnąd dużą wydajnośd i selektywną aktywację pewnych
genów.
Dodatkowe czynniki:
- HTSF – czynnik szoku cieplnego, 15 pz przed TATA, różni się od prokariotycznego, ponieważ łączy się
bezpośrednio z elementami odpowiedzi w docelowym miejscu promotora szoku cieplnego.
Sekwencje wzmacniające (enchancers) – nie mają aktywności promotorowych, potrafią stymulowad
transkrypcję w miejscach oddalonych od promotorów o tysiące par zasad. To czy są przed, za czy w
środku genu, na którego ekspresję wpływają, nie ma wpływu na ich działanie. Poszczególne
sekwencje wzmacniające działają jedynie w określonych typach komórek (sekwencja wzmacniająca
immunoglobulin działa w limfocytach)
DOJRZEWANIE TRANSKRYPTÓW
POLIMERAZA I:
Pojedynczy prekursor (u ssaków 45S) 3 rRNA: 18S (mała podjednostka 40S); 28S i 5,8S (duża 60S)
- niektóre nukleotydy pre-rRNA ulegają modyfikacjom (zarówno rybozy jak i zasady) przez cząstki
rybonukleoproteinowe (snoRNA)
- procesom – kompleks pre-rRNA i białek rybosomowych
- rozcięcie rRNA uwalnia dojrzałe rRNA połączone z odpowiednimi białkami – tworzą się podjednostki
rybosomowe
- dojrzewanie zachodzi w jąderku
POLIMERAZA III
- tRNA najintensywniej dojrzewają w porównaniu do innych produktów PIII
- sekwencja liderowa z kooca 5’ jest odcinana przez RNazę P
- odcięcie fragmentu kooca 3’ i dodanie CCA
- modyfikacja zasad i ryboz
- niektóre pre-tRNA mają introny, które są wycinane a potem tRNA jest łączone przez ligazę
POLIMERAZA II
- transkrypcja zaczyna się zwykle od A lub G,
- koniec 5’ – powstaje kap - z 5’trifosforanu hydrolizowana jest reszta fosforanowa, pozostały
difosforan atakuje atom alfa GTP i tworzy się specyficzne wiązanie 5’,5‘-trifosforanowe, następnie
azotN-7 G jest etylowany (kap 0). Następne rybozy też mogą ulec metylacji – kap 1, kap 2
- kapy stabilizują cząsteczek, chroniąc koniec 5’ przed działaniem nukleaz i fosfataz, stymulują
translację mRNA
- koniec 3’ – dodanie ogona poli(A) – rozcinanie pre-mRNA przez nukleazę kompleksu rozpoznającego
sekwencję AAUAAA (nie zawsze, sekwencja ta może by d częścią sygnału rozcięcia tran skryptu),
następnie polimeraza poli(A) dodaje ok. 250 reszt A do kooca 3’ (ATP jest donorem)
- za nukleotydem poprzedzającym poliA mogą byd setki nukleotydów
- poli(A) – zwiększa stabilnośd mRNA i wydajnośd jego translacji
- 3’-deoksyadenozyna (kordycepina) blokuje dodanie Poli(A), mRNA bez polia nie ulega wydajnej
translacji po przeniesieniu do cytoplazmy
- długośd życia mRNA zależy od szybkości degradacji poliA
REDAGOWANIE RNA
- potranskrypcyjne zmiany sekwencji zasad w RNA
- np. apoB-100 (wątroba) i apoB-48 (jelito), określona cytydyna w mRNA ulega deaminacji, następuje
zamiana kodonu z CAA (Gln) na UAA (stop).
- np. modyfikacja kanałów specyficznych dla kationów, zamiana CAG (Glu) na CGG (Arg), przez co jony
Ca
2+
nie są przepuszczane
- u świdrowców wystepuje guide RNA, który rozpoznaje sekwencje które mają byd zmodyfikowane
SPLICING
- splicing – wycięcie intronów i połączenie egzonów w funkcjonalny mRNA
- Splajsosom(60S) – kompleks białek , RNA i snRNP katalizujący splicing.
- snRNA ogrywają znaczącą rolę w odpowiednim ustawieniu miejsc splicingowych, pośrednicza w
katalizie
- splicing musi byd dokładny, ramka odczytu nie może byd przesunięta nawet o 1 nt
- sekwencja intronu zaczyna się na GU(sekwencja zgodna 5’ to AGGUAAGU), a kooczy na AG
(sekwencja zgodna 3’ to odcinek 10 pirymidyn C lub U, dowolna zasada, potem CAG), pomiędzy 20 a
50 nt powyżej miejsca splicingowego 3’ znajduje się miejsce rozgałęzienia (u drożdży UACUAAC)
- długośd intronu: 50-10 000nt
Przebieg splicingu:
1.Rozcięcie wiązania fosfodiestrowego między egzonem leżącym powyżej intronu a koocem 5’
intronu. Między A a 5’ fosforanem tworzy się wiązanie 2’,5’-fosfodiestrowe. Jest to reakcja
transestryfikcji
2.Tworzy się rozgałęzienie i produkt w formie lassa.
3.Koniec 3’OH egzonu 1 atakuje wiązanie pomiędzy intronem a egzonem 2. Egzony zostają połączone
a intron uwolniony w formie lassa. Druga reakcja trans estryfikacji
Ogólnie: splicing to 2 reakcje trans estryfikacji. Pozostaje taka sama ilośd wiązao fosfodiestrowych,
dzięki temu reakcja nie wymaga dostarczenia energii.
snRNA+białka snRNP (snurps)
Tworzenie spliceosomu:
1.U1 rozpoznaje miejsce splicingowe, łączy się z nim wiązaniami wodorowymi.
2.U2 łączy się w rejonie miejsca rozgałęzienia – WYMAGA ATP
3.Kompleks U4-U5-U6 łączy się z U1, U2 i mRNA, tworząc kompletny splajsosom.
Psoralen – wiązek aktywowany przez światło, łączący sąsiednie pirymidyny w rejonach o
sparowanych zasadach
U2 i U6 tworzą centrum katalityczne
U4 – inhibitor U6, do momentu prawidłowego zorientowania miejsc splicingowych
U5 – utrzymuje egzony blisko siebie
Cząsteczki RNA odgrywają bardzo ważną rolę w prawidłowym zorientowaniu miejsc splicingowych
względem siebie oraz w samej katalizie.
Helikazy wykorzystujące ATP rozplatają przejściowe dupleksy RNA, co umożliwia katalizę, a także
odłączenie się cząstek snRNP od mRNA.
Transkrypcja i dojrzewanie RNA są ze sobą sprzężone!
Zależy to od CTD, koocowej domeny polimerazy II.
W zależności od ufosforylowania seryn sekwencji YSPTSPS, rożne białka mogą zostad przyłączone do
enzymu. Ufosforylowanie kontrolują kinazy i fosfatazy.
Białka przyciągane do pre-mRNA (zależnie od fosforylacji CTD):
- enzymy syntetyzujące kap, działające tuż po rozpoczęciu transkrypcji
- składniki maszynerii splicingowej, rozpoczynające wycinanie intronu podczas jego syntezy
- endonukleaza rozcinająca pre-mRNA w miejscu poliadenylacji
MUTACJE ZABURZAJĄCE SPLICING
- mogą byd mutacje w cis i trans
- np. talasemie (dziedziczna niedokrwistośd), 15% chorób genetycznych
- mutację mogą dotyczyd:
miejsc splicingowych 3’ i 5’, egzonów
czynników splicingowych (np. zwyrodnienie barwnikowe siatkówki)
- mutacje mogą prowadzid do powstania przedwczesnych kodonów stop, maszyneria splicingowa
może nie rozpoznad cząsteczki, mogą się utworzyd nowe miejsca splicingowe
SPLICING ALTERNATYWNY – umożliwia powstanie różnych form białka w zależności od tkanki i etapu
rozwojowego, poprzez włączenie lub ominięcie określonych egzonów w dojrzałym RNA
- o tym, które miejsca splicingowe będą wykorzystane, decydują czynniki splicingowe (trans) i
przyłączają się do odpowiednich sekwencji w pre-mRNA (cis)
- skutecznie zwiększa pojemnośd genomu
- ulega większośd pre-mRNA, dlatego liczba genów jest jest dużo mniejsza niż powstających białek
- np. kalcytonina i peptyd powiązany z genem kalcytoniny
- u muszki owocowej jest pre-mRNA, którego alternatywny splicing może prowadzid od powstania
38 016 różnych kombinacji egzonów
- choroby wywołane zaburzeniami splicingu alternatywnego: porfidia, nowotwory sutka i jajników,
mukowiscydoza, hemofilia
SPLICING AUTOKATALITYCZNY
- może zachodzid bez udziału białek
- rybozym – cząsteczka RNA mająca właściwości katalityczne
- introny grupy I – samo wycinające się
- wymaga obecności GMP, GDP, lub GTP – ko faktor, nie źródło energii
- zależy od struktury prekursora rRNA
- autokatalityczny intron ma zwartą strukturę, analogiczną do białek katalitycznych (kieszeo do
wiązania guanozyny)
- dzięki rejonowom sparowanych zasad bogatych w C i U w egzonie i G i A w intronie miejsce
splicingowe 5’ jest odpowiedno zorientowane w stosunku do reszt katalitycznych
- autokataliza tworzenia i zrywania wiązao jest bardzo specyficzna
Przebieg:
1.G wiąże się z RNA i atakuje miejsce splicingowe 5’, tworząc wiązanie z koocem 5’ intronu –
TRANSESTRYFIKACJA, tworzy się grupa 3’OH na koocu egzonu 1
2.3’OH atakuje miejsce splicingowe 3’ – TRANSESTRYFIKACJA –połączenie 2 egzonów i uwolnienie
liniowego intronu
Cząsteczki ulegające SA: pre-rRNA w mitochondriach drożdży i innych grzybów; w chloroplastach
jednokomórkowców.
Grupy reakcji autokatalitycznych (charakter jednostki):
- grupa I – uczestniczy kofaktor guanozynowy
- grupa II – jednostką atakującą jest 2’ OH specyficznej reszty adenylowej intronu
Podobieostwo SA grup I i II do splicingu przez spliceosom:
- atak na miejsce splicingowe 5’ przez OH rybozy a potem na 3’ przez nową grupę OH egzonu
- reakcje trans estryfikacji, liczba wiązao fosfodiestrowych nie ulega zmianie
Podobieostwo SA grupy II do splicingu przez spliceosom:
- atak na miejsce splicingowe 5’ przez sam intron
- uwalniany intron w postaci lassa
Synteza białka
- synteza zachodzi w kierunku od kooca N do C, przez dodawanie kolejnych aminokwasów do kooca
karboksylowego rosnącego łaocucha
- aminokwasy są dostarczane w formie aktywowanej – aminoacylo-tRNA (połączenie COOH
aminokwasu z tRNA)
- powstawanie aminoacylo-tRNA katalizuje syntetaza aminoacylo-tRNA, wymagająca ATP
- zazwyczaj istnieje tylko 1 enzym i przynajmniej 1 rodzaj tRNA dla każdego aminokwasu
- u E.coli szybkośd translacji wynosi 40 aminokwasów/s
- częstośd błedów ok. 10
-4
na wprowadzony aminokwas
TRANSFEROWE RNA
-cząsteczki adaptorowe oddziałujące ze swoistymi kodonami i dostarczające aminokwasy w celu
włączenia ich do łaocucha polipeptydowego
Wspólne cechy wszystkich tRNA:
- koniec 5’ jest ufosforylowany
- miejsce przyłączenia aminokwasu – grupa 3’ OH adenozyny na koocu 3’ tRNA – ramię akceptorowe
- pojedynczy łaocuch zawiera 73-93nt
- zawierają wiele nietypowych zasad, np. metylowe bądź di metylowe pochodne A, U, C lub G
- mniej-więcej połowa nt jest sparowana; 5 rejonów niesparowanych: sekwencja CCA na koocu 3’,
pętla TYC, ramię dodatkowe, pętla DHU, pętla antykodonowa. Strukturalna różnorodnośd umożliwia
indywidualne rozpoznanie każdej cząsteczki tRNA, z zachowaniem ogólnego podobieostwa
wszystkich tRNA
- antykodon znajduje się w pętli w środku sekwencji cząsteczki
Właściwości struktur przestrzennych:
- kształt litery L
- 2 dwuniciowe odcinki helikalne przypominające A-DNA
- oddziaływania wodorowe niecharakterystyczne dla par W-C
- koniec CCA na jednym z kooców L, może zmieniad konformację
- na drugim koocu pętla anykodonowa, mocno wyeksponowana
Aktywacja aminokwasów:
- katalizowana przez wysoce specyficzne syntetazy aminoacylo-tRNA
1.Tworzenie aminoacyloadenylanu z aminokwasu i ATP
2.Przeniesienie grupy aminoacylowej na cząsteczkę tRNA
Aminokwas + ATP + tRNA aminoacylo-tRNA + AMP + PPi
- reakcja zachodzi, bo jest sprzężona z hydroliza PPi, jest nieodwracalna
Specyficznośd syntetazy treonylo-tRNA:
-zawiera jon cynku, z którym treonina tworzy wiązanie poprzez swoją grupę aminową i hydroksylową,
grupa OH jest dodatkowo rozpoznawana przez Asp, który tworzy z nią wiązanie wodorowe
(walina ma w miejscu tej grupy oh, grupę ch3)
- aktywnośd korekcyjna działająca w przypadku seryny (ma też grupę OH)