RNA transportador e Aminoacilação

As moléculas adaptadoras que ligam fisicamente os códons aos aminoácidos, e as sintetases que carregam cada tRNA com seu aminoácido correto.

Definition

Os RNAs transportadores são pequenos RNAs dobrados que carregam um aminoácido específico e possuem um anticódon complementar a um códon de mRNA; a aminoacilação (carregamento) é a ligação catalisada por sintetase do aminoácido correto ao seu tRNA cognato, estabelecendo a ligação física entre o código e a proteína.

Scope

Este tópico aborda a estrutura do RNA transportador — a dobra em folha de trevo e em forma de L, o anticódon e a extremidade aceitadora de aminoácidos — e as aminoacil-tRNA sintetases que ligam o aminoácido correto a cada tRNA. Ele trata de como a fidelidade do carregamento é alcançada, incluindo a revisão (proofreading) pelas sintetases, e como o anticódon garante a decodificação correta. O uso de tRNAs carregados pelo ribossomo é tratado em tópicos complementares.

Core questions

• Qual é a estrutura de um tRNA e como ele serve como adaptador?
• Como uma aminoacil-tRNA sintetase liga o aminoácido certo ao tRNA certo?
• Como a precisão do carregamento é mantida, considerando aminoácidos quimicamente semelhantes?
• Como o anticódon garante o reconhecimento correto do códon durante a tradução?

Key theories

Hipótese do adaptador

Crick propôs que pequenas moléculas adaptadoras carregam aminoácidos e reconhecem códons por emparelhamento de bases; os RNAs transportadores são esses adaptadores, desvinculando a química dos aminoácidos da linguagem dos ácidos nucleicos.

Fidelidade de carregamento imposta pela sintetase

As aminoacil-tRNA sintetases reconhecem tanto seu aminoácido quanto seu tRNA cognato, e muitas usam etapas de edição (revisão) para hidrolisar produtos incorretamente carregados, garantindo que o código genético seja lido corretamente na etapa de carregamento.

Mechanisms

Um RNA transportador dobra-se em uma forma compacta de L que apresenta um anticódon em uma extremidade e a extremidade aceitadora de aminoácidos na outra. Uma aminoacil-tRNA sintetase ativa seu aminoácido específico com ATP e o transfere para a extremidade 3' do tRNA correspondente; muitas sintetases possuem um sítio de edição separado que hidrolisa aminoácidos incorretamente ligados, aumentando a fidelidade. Durante a tradução, o anticódon do tRNA carregado emparelha-se com o códon do mRNA no centro de decodificação ribossômico, entregando o aminoácido codificado.

Clinical relevance

Mutações que afetam tRNAs ou sintetases causam uma série de distúrbios hereditários, e a etapa de carregamento é estudada para a engenharia de códigos genéticos expandidos; fornecido como significado, não como orientação clínica.

History

A hipótese do adaptador de Crick previu o tRNA antes de sua identificação bioquímica; Holley determinou a primeira sequência completa de tRNA em meados da década de 1960, e as sintetases e suas atividades de edição foram caracterizadas posteriormente, fixando o papel dos tRNAs carregados na decodificação.

Key figures

• Francis Crick
• Robert Holley
• Paul Zamecnik

Seminal works

• crick1970
• watson2013

Frequently asked questions

O que significa 'carregar' um tRNA?

Significa ligar o aminoácido correto a ele; um tRNA carregado, ou aminoacilado, transporta o aminoácido especificado pelo códon que seu anticódon reconhece.

Como as células evitam colocar o aminoácido errado em um tRNA?

As aminoacil-tRNA sintetases reconhecem tanto o aminoácido quanto o tRNA, e muitas possuem um sítio de edição que destrói aminoácidos incorretamente ligados.