स्थानांतरण आरएनए और एमिनोएसिल-टीआरएनए सिंथेटेज़

स्थानांतरण आरएनए अनुवाद के अनुकूलक अणु होते हैं: प्रत्येक एक विशिष्ट एमिनो एसिड वहन करता है और अपने एंटीकोडॉन के माध्यम से संबंधित मैसेंजर-आरएनए कोडॉन को पढ़ता है, जिससे आनुवंशिक कोड को प्रोटीन अनुक्रम से भौतिक रूप से जोड़ा जाता है। एमिनोएसिल-टीआरएनए सिंथेटेज़ वे एंजाइम होते हैं जो प्रत्येक टीआरएनए को उसके सही एमिनो एसिड से चार्ज करते हैं, और उनकी सटीकता ही कोड को विश्वसनीय बनाती है।

Definition

स्थानांतरण आरएनए एक छोटा, मुड़ा हुआ आरएनए है जो राइबोसोम को एक विशिष्ट एमिनो एसिड पहुंचाता है और इसे अपने एंटीकोडॉन के माध्यम से एक एमआरएनए कोडॉन से मिलाता है; एमिनोएसिल-टीआरएनए सिंथेटेज़ वे एंजाइम होते हैं जो प्रत्येक टीआरएनए से सही एमिनो एसिड को सहसंयोजक रूप से जोड़ते हैं (एमिनोएसिलेशन या चार्जिंग)।

Scope

यह विषय टीआरएनए संरचना और प्रसंस्करण, अनुवाद में डिकोडिंग (अनुकूलक) कार्य, एमिनोएसिल-टीआरएनए सिंथेटेज़ जो एमिनो एसिड और एंटीकोडॉन के बीच पत्राचार स्थापित करते हैं, और प्रूफरीडिंग जो निष्ठा सुनिश्चित करती है, को शामिल करता है। यह टीआरएनए-सिंथेटेज़ प्रणाली को आरएनए जीव विज्ञान के भीतर एक आणविक विषय के रूप में मानता है और संदर्भ-शैक्षणिक है।

Core questions

• टीआरएनए कोडॉन को एमिनो एसिड से जोड़ने वाले अनुकूलक के रूप में कैसे कार्य करता है?
• एमिनोएसिल-टीआरएनए सिंथेटेज़ सही एमिनो एसिड और टीआरएनए का चयन कैसे करते हैं?
• प्रूफरीडिंग के माध्यम से चार्जिंग की निष्ठा कैसे बनाए रखी जाती है?
• टीआरएनए को उसके कार्यात्मक रूप में कैसे संसाधित, संशोधित और मोड़ा जाता है?

Key concepts

• टीआरएनए क्लोवरलीफ़ और एल-आकार की संरचना
• एंटीकोडॉन और कोडॉन पहचान
• एमिनोएसिलेशन (चार्जिंग)
• वर्ग I और वर्ग II एमिनोएसिल-टीआरएनए सिंथेटेज़
• गलत चार्ज किए गए टीआरएनए का संपादन और प्रूफरीडिंग
• टीआरएनए प्रसंस्करण और आधार संशोधन
• वॉबल पेयरिंग

Key theories

अनुकूलक परिकल्पना

अनुवाद के लिए एक अनुकूलक अणु की आवश्यकता होती है जो कोडॉन को पहचानता है और संबंधित एमिनो एसिड वहन करता है; टीआरएनए इस भूमिका को पूरा करता है, जिसमें सिंथेटेज़ यह स्थापित करते हैं कि प्रत्येक टीआरएनए कौन सा एमिनो एसिड वहन करता है, इसलिए आनुवंशिक कोड की निष्ठा सटीक एमिनोएसिलेशन पर निर्भर करती है।

Mechanisms

एक परिपक्व टीआरएनए अपनी क्लोवरलीफ़ द्वितीयक संरचना से एक एल-आकार की तृतीयक संरचना में मुड़ता है, जिसके एक सिरे पर एक एंटीकोडॉन और दूसरे सिरे पर एक एमिनो-एसिड लगाव स्थल होता है। एमिनोएसिल-टीआरएनए सिंथेटेज़ एक विशिष्ट एमिनो एसिड और उसके संबंधित टीआरएनए (tRNA(s)) दोनों को पहचानते हैं, फिर दो-चरणीय प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करते हैं: एटीपी के साथ एमिनो एसिड का सक्रियण, जिसके बाद टीआरएनए के 3' सिरे पर स्थानांतरण होता है। क्योंकि कुछ एमिनो एसिड रासायनिक रूप से समान होते हैं, कई सिंथेटेज़ में एक संपादन गतिविधि होती है जो गलत तरीके से चार्ज किए गए उत्पादों को हाइड्रोलाइज करती है, जिससे निष्ठा बढ़ती है। चार्ज किया गया टीआरएनए राइबोसोम को दिया जाता है, जहां डिकोडिंग के दौरान इसका एंटीकोडॉन एमआरएनए कोडॉन के साथ जुड़ता है और इसका एमिनो एसिड राइबोसोम के उत्प्रेरक केंद्र में बढ़ती हुई श्रृंखला में जोड़ा जाता है। टीआरएनए अग्रदूतों को कार्यात्मक बनने से पहले ट्रिम किया जाता है, कई स्थितियों में संशोधित किया जाता है और मोड़ा जाता है।

Clinical relevance

टीआरएनए, उनके संशोधन एंजाइमों, या एमिनोएसिल-टीआरएनए सिंथेटेज़ को प्रभावित करने वाले उत्परिवर्तन माइटोकॉन्ड्रियल और न्यूरोलॉजिकल विकारों से जुड़े हुए हैं, और सिंथेटेज़ को रोगाणुरोधी और चिकित्सीय लक्ष्यों के रूप में अध्ययन किया जाता है। यह प्रविष्टि उस जीव विज्ञान को शैक्षिक पृष्ठभूमि के रूप में प्रदान करती है और व्यक्तिगत निदान या उपचार का आधार नहीं है।

History

फ्रांसिस क्रिक की अनुकूलक परिकल्पना ने एक ऐसे अणु की भविष्यवाणी की थी जो टीआरएनए की पहचान होने से पहले कोडॉन और एमिनो एसिड को जोड़ेगा, और रॉबर्ट हॉली द्वारा पहले टीआरएनए अनुक्रम का निर्धारण इसकी संरचना की पुष्टि करता है। चार्जिंग की जैव रसायन और यह पहचान कि सिंथेटेज़ संपादन कार्यों के साथ दो संरचनात्मक वर्गों में आते हैं, ने स्थापित किया कि प्रणाली आनुवंशिक कोड की निष्ठा को कैसे बनाए रखती है।

Key figures

• Francis Crick
• Robert Holley
• Paul Schimmel
• Dieter Söll

Seminal works

• ibba-2000
• nissen-2000

Frequently asked questions

स्थानांतरण आरएनए क्या करता है?

यह अनुवाद में एक अनुकूलक के रूप में कार्य करता है: प्रत्येक टीआरएनए एक विशिष्ट एमिनो एसिड वहन करता है और अपने एंटीकोडॉन को मिलान वाले एमआरएनए कोडॉन के साथ जोड़ता है, ताकि प्रोटीन में सही स्थिति पर एमिनो एसिड जोड़ा जा सके।

आनुवंशिक कोड के लिए एमिनोएसिल-टीआरएनए सिंथेटेज़ क्यों महत्वपूर्ण हैं?

वे प्रत्येक टीआरएनए से सही एमिनो एसिड जोड़ते हैं; कोड केवल विश्वसनीय होता है क्योंकि ये एंजाइम—अक्सर एक प्रूफरीडिंग चरण के साथ—एमिनो एसिड को सही टीआरएनए से मिलाते हैं।