RNA ناقل و آمینواسیلاسیون

مولکول‌های آداپتور که کدون‌ها را به اسیدهای آمینه پیوند می‌دهند، و سنتتازهایی که هر tRNA را با اسید آمینه صحیح خود شارژ می‌کنند.

Definition

RNAهای ناقل، RNAهای کوچک تاخورده‌ای هستند که یک اسید آمینه خاص را حمل می‌کنند و دارای یک آنتی‌کدون مکمل کدون mRNA هستند؛ آمینواسیلاسیون (شارژ) اتصال کاتالیز شده توسط سنتتاز اسید آمینه صحیح به tRNA هم‌خوان خود است که پیوند فیزیکی بین کد و پروتئین را برقرار می‌کند.

Scope

این موضوع ساختار RNA ناقل — برگ شبدری و تاخوردگی L شکل، آنتی‌کدون، و انتهای پذیرنده اسید آمینه — و آمینواسیل-tRNA سنتتازهایی که اسید آمینه صحیح را به هر tRNA متصل می‌کنند، را پوشش می‌دهد. همچنین به چگونگی دستیابی به دقت شارژ، از جمله ویرایش توسط سنتتازها، و چگونگی تضمین رمزگشایی صحیح توسط آنتی‌کدون می‌پردازد. استفاده ریبوزوم از tRNAهای شارژ شده در موضوعات مرتبط مورد بررسی قرار می‌گیرد.

Core questions

• ساختار tRNA چیست و چگونه به عنوان یک آداپتور عمل می‌کند؟
• یک آمینواسیل-tRNA سنتتاز چگونه اسید آمینه صحیح را به tRNA صحیح متصل می‌کند؟
• با توجه به اسیدهای آمینه از نظر شیمیایی مشابه، دقت شارژ چگونه حفظ می‌شود؟
• آنتی‌کدون چگونه تشخیص صحیح کدون را در طول ترجمه تضمین می‌کند؟

Key theories

فرضیه آداپتور

کریک پیشنهاد کرد که مولکول‌های آداپتور کوچک، اسیدهای آمینه را حمل می‌کنند و کدون‌ها را از طریق جفت شدن بازها تشخیص می‌دهند؛ RNAهای ناقل این آداپتورها هستند که شیمی اسیدهای آمینه را از زبان اسیدهای نوکلئیک جدا می‌کنند.

دقت شارژ تضمین شده توسط سنتتاز

آمینواسیل-tRNA سنتتازها هم اسید آمینه و هم tRNA هم‌خوان خود را تشخیص می‌دهند، و بسیاری از آن‌ها از مراحل ویرایش (بازخوانی) برای هیدرولیز محصولات نادرست شارژ شده استفاده می‌کنند و اطمینان حاصل می‌کنند که کد ژنتیکی در مرحله شارژ به درستی خوانده می‌شود.

Mechanisms

یک RNA ناقل به شکل L فشرده‌ای تا می‌خورد که یک آنتی‌کدون در یک انتها و انتهای پذیرنده اسید آمینه در انتهای دیگر را ارائه می‌دهد. یک آمینواسیل-tRNA سنتتاز اسید آمینه خاص خود را با ATP فعال می‌کند و آن را به انتهای '3 tRNA مطابق منتقل می‌کند؛ بسیاری از سنتتازها دارای یک جایگاه ویرایش جداگانه هستند که اسیدهای آمینه نادرست متصل شده را هیدرولیز می‌کند و دقت را افزایش می‌دهد. در طول ترجمه، آنتی‌کدون tRNA شارژ شده با کدون mRNA در مرکز رمزگشایی ریبوزومی جفت می‌شود و اسید آمینه کدگذاری شده را تحویل می‌دهد.

Clinical relevance

جهش‌هایی که tRNAها یا سنتتازها را تحت تأثیر قرار می‌دهند، طیفی از اختلالات ارثی را ایجاد می‌کنند، و مرحله شارژ برای مهندسی کدهای ژنتیکی گسترش‌یافته مورد مطالعه قرار می‌گیرد؛ این اطلاعات به عنوان اهمیت علمی ارائه شده است، نه راهنمایی بالینی.

History

فرضیه آداپتور کریک، tRNA را قبل از شناسایی بیوشیمیایی آن پیش‌بینی کرد؛ هالی اولین توالی کامل tRNA را در اواسط دهه 1960 تعیین کرد، و سنتتازها و فعالیت‌های ویرایشی آن‌ها پس از آن مشخص شدند و نقش tRNAهای شارژ شده در رمزگشایی را تثبیت کردند.

Key figures

• Francis Crick
• Robert Holley
• Paul Zamecnik

Seminal works

• crick1970
• watson2013

Frequently asked questions

منظور از «شارژ کردن» یک tRNA چیست؟

به معنای اتصال اسید آمینه صحیح به آن است؛ یک tRNA شارژ شده یا آمینواسیله شده، اسید آمینه مشخص شده توسط کدونی را که آنتی‌کدونش تشخیص می‌دهد، حمل می‌کند.

سلول‌ها چگونه از قرار دادن اسید آمینه اشتباه روی tRNA جلوگیری می‌کنند؟

آمینواسیل-tRNA سنتتازها هم اسید آمینه و هم tRNA را تشخیص می‌دهند، و بسیاری از آن‌ها دارای جایگاه ویرایشی هستند که اسیدهای آمینه نادرست متصل شده را از بین می‌برد.