Överför RNA

De Överför RNA är ett kortkedjigt RNA, som består av 70 till 95 nukleobaser och, i tvådimensionell vy, har en klöverliknande struktur med 3 till 4 slingor.

För var och en av de 20 kända proteinogena aminosyrorna finns minst 1 överförings-RNA som kan ta upp "dess" aminosyra från cytosolen och göra den tillgänglig för biosyntes av ett protein på en ribosom i endoplasmatisk retikulum.

Vad är Transfer RNA?

Överföringen RNA, internationellt känd som tRNA förkortad, består av cirka 75 till 95 nukleobaser och påminner i tvådimensionell planvy om en klöverbladliknande struktur med tre fasta och en variabel slinga och aminosyracceptorstammen.

I den tredimensionella tertiära strukturen är en tRNA-molekyl mer som en L-form, med det korta benet motsvarande acceptorstammen och det långa benet till antikodonslingan. Förutom de fyra oförändrade nukleosiderna adenosin, uridin, cytidin och guanosin, som också utgör de grundläggande byggstenarna för DNA och RNA, består en del av tRNA av totalt sex modifierade nukleosider som inte ingår i DNA och RNA. De ytterligare nukleosiderna är dihydrouridin, inosin, tiouridin, pseudouridin, N4-acetylcytidin och ribothymidin.

I varje gren av tRNA bildas konjugerande nukleobaser med dubbelsträngade sektioner analoga med DNA. Varje tRNA kan bara ta upp ett visst av 20 kända proteinogena aminosyror och transportera den till den grova endoplasmiska retikulum för biosyntes och göra den tillgänglig där. Följaktligen måste minst ett specialiserat överförings-RNA vara tillgängligt för varje proteinogen aminosyra. I verkligheten finns det mer än ett tRNA tillgängligt för vissa aminosyror.

Funktion, effekt och uppgifter

Huvuduppgiften för överförings-RNA är att tillåta en specifik proteinogen aminosyra från cytosolen att docka på sin aminosyraacceptor, att transportera den till endoplasmatisk retikulum och att fästa den där via en peptidbindning till karboxigruppen i aminosyran som deponerades sist, så att proteinet som bildas förlängs med en aminosyra.

Nästa tRNA är sedan redo igen för att lagra den "korrekta" aminosyran enligt kodningen. Processerna sker med hög hastighet. I eukaryoter, inklusive humana celler, förlängs polypeptidkedjorna med cirka 2 aminosyror per sekund under proteinsyntes. Den genomsnittliga felfrekvensen är cirka en aminosyra per tusen. Detta innebär att ungefär var tusentals aminosyra sorterades felaktigt under proteinsyntes. Uppenbarligen har denna felfrekvens under utvecklingen jämnats ut som den bästa kompromissen mellan nödvändiga energiförbrukningar och möjliga negativa feleffekter.

Processen för proteinsyntes sker i nästan alla celler under tillväxt och för att stödja resten av ämnesomsättningen. TRNA kan bara fullfölja sin viktiga uppgift och funktion att välja och transportera vissa aminosyror om mRNA (messenger RNA) har gjort kopior av motsvarande gensegment av DNA. Varje aminosyra kodas i princip av sekvensen för tre nukleiska baser, kodon eller triplett, så att de fyra möjliga nukleiska baserna aritmetiskt 4 till kraften på 3 är lika med 64 möjligheter. Eftersom det bara finns 20 proteinogena aminosyror kan vissa tripletter användas för kontroll som start- eller slutkodoner. Vissa aminosyror kodas också av flera olika tripletter.

Detta har fördelen att en viss feltolerans gentemot punktmutationer uppnås eftersom antingen den felaktiga sekvensen för kodonet råkar koda för samma aminosyra eller för att en aminosyra med liknande egenskaper är inbyggd i proteinet, så att i många fall det syntetiserade proteinet i slutändan är fritt från fel eller dess funktionalitet är bara lite begränsad.

Utbildning, förekomst, egenskaper och optimala värden

Överförings-RNA finns i nästan alla celler i olika mängder och olika kompositioner. De är kodade som andra proteiner. Olika gener är ansvariga för ritningarna av de enskilda tRNA: erna. De ansvariga generna transkriberas i cellkärnan i caryoplasma, där de så kallade prekursorerna eller pre-tRNA också syntetiseras innan de transporteras genom kärnmembranet in i cytosolen.

Det är bara i cytosolen i cellen som pre-tRNA: erna transkriberas genom att skära bort så kallade introner, bassekvenser som inte har någon funktion på generna och som bara bärs, men ändå transkriberas. Efter ytterligare aktiveringssteg är tRNA tillgängligt för transport av en viss aminosyra. Mitokondrierna spelar en speciell roll eftersom de har sitt eget RNA, som också innehåller gener som genetiskt definierar tRNA för sina egna behov. De mitokondriella tRNA: erna syntetiseras intramitokondriellt.

På grund av nästan universellt deltagande av olika överförings-RNA i proteinsyntes och på grund av deras snabba omvandling kan inga optimala koncentrationsvärden eller referensvärden med övre och nedre gränser ges. Tillgängligheten av motsvarande aminosyror i cytosolen och andra enzymer som kan aktivera tRNA är viktig för tRNA: s funktion.

Sjukdomar och störningar

De största farorna för en störning av överförings-RNA: s funktion ligger i en brist på tillgång till aminosyror, särskilt en brist på essentiella aminosyror, som kroppen inte kan kompensera med andra aminosyror eller med andra ämnen.

När det gäller verkliga störningar i tRNA: s funktion, ligger den största faran i genmutationer som ingriper vid vissa punkter i behandlingen av överförings-RNA och i värsta fall leder till ett funktionsfel i motsvarande tRNA-molekyl. Thalassemia, en anemi som tillskrivs en genmutation i intron 1, fungerar som ett exempel. En genmutation i genen som kodar för intron 2 leder också till samma symptom. Som ett resultat är hemoglobinsyntesen starkt begränsad i erytrocyterna, så att en otillräcklig tillförsel av syre inträffar.