tRNA và quá trình aminoacyl hóa

Các phân tử adaptor liên kết vật lý codon với các axit amin, và các synthetase gắn mỗi tRNA với axit amin chính xác của nó.

Definition

tRNA là các RNA nhỏ được gấp lại, mang một axit amin cụ thể và có một anticodon bổ sung với một codon mRNA; aminoacyl hóa (gắn axit amin) là quá trình gắn axit amin chính xác vào tRNA tương ứng của nó, được xúc tác bởi synthetase, thiết lập mối liên kết vật lý giữa mã di truyền và protein.

Scope

Chủ đề này bao gồm cấu trúc của RNA vận chuyển (tRNA) — cấu trúc lá chụm ba lá và hình chữ L, anticodon, và đầu chấp nhận axit amin — cùng với các aminoacyl-tRNA synthetase gắn axit amin chính xác vào mỗi tRNA. Nó đề cập đến cách đạt được độ chính xác trong quá trình gắn axit amin, bao gồm cả việc kiểm tra sửa lỗi bởi các synthetase, và cách anticodon đảm bảo giải mã chính xác. Việc ribosome sử dụng các tRNA đã được gắn axit amin được đề cập trong các chủ đề liên quan.

Core questions

• Cấu trúc của tRNA là gì và nó hoạt động như một adaptor như thế nào?
• Một aminoacyl-tRNA synthetase gắn axit amin đúng vào tRNA đúng như thế nào?
• Độ chính xác của quá trình gắn axit amin được duy trì như thế nào, khi có các axit amin tương tự về mặt hóa học?
• Anticodon đảm bảo nhận diện codon chính xác trong quá trình dịch mã như thế nào?

Key theories

Giả thuyết adaptor

Crick đề xuất rằng các phân tử adaptor nhỏ mang axit amin và nhận diện codon bằng cách bắt cặp bazơ; các RNA vận chuyển là những adaptor này, tách rời hóa học của axit amin khỏi ngôn ngữ của axit nucleic.

Độ chính xác của quá trình gắn axit amin được thực thi bởi synthetase

Aminoacyl-tRNA synthetase nhận diện cả axit amin của chúng và tRNA tương ứng của chúng, và nhiều loại sử dụng các bước chỉnh sửa (kiểm tra sửa lỗi) để thủy phân các sản phẩm bị gắn sai, đảm bảo rằng mã di truyền được đọc chính xác ở bước gắn axit amin.

Mechanisms

Một tRNA gấp lại thành hình chữ L nhỏ gọn, trình bày một anticodon ở một đầu và đầu chấp nhận axit amin ở đầu kia. Một aminoacyl-tRNA synthetase kích hoạt axit amin đặc hiệu của nó bằng ATP và chuyển nó đến đầu 3' của tRNA phù hợp; nhiều synthetase sở hữu một vị trí chỉnh sửa riêng biệt thủy phân các axit amin được gắn không chính xác, nâng cao độ chính xác. Trong quá trình dịch mã, anticodon của tRNA đã gắn axit amin bắt cặp với codon mRNA trong trung tâm giải mã của ribosome, cung cấp axit amin được mã hóa.

Clinical relevance

Các đột biến ảnh hưởng đến tRNA hoặc synthetase gây ra một loạt các rối loạn di truyền, và bước gắn axit amin đang được nghiên cứu để thiết kế các mã di truyền mở rộng; được cung cấp như một ý nghĩa, không phải hướng dẫn lâm sàng.

History

Giả thuyết adaptor của Crick đã dự đoán tRNA trước khi nó được xác định về mặt sinh hóa; Holley đã xác định trình tự tRNA hoàn chỉnh đầu tiên vào giữa những năm 1960, và các synthetase cùng các hoạt động chỉnh sửa của chúng đã được mô tả sau đó, củng cố vai trò của các tRNA đã gắn axit amin trong quá trình giải mã.

Key figures

• Francis Crick
• Robert Holley
• Paul Zamecnik

Seminal works

• crick1970
• watson2013

Frequently asked questions

Gắn axit amin vào tRNA có nghĩa là gì?

Là gắn axit amin chính xác vào nó; một tRNA đã được gắn axit amin, hoặc aminoacyl hóa, mang axit amin được chỉ định bởi codon mà anticodon của nó nhận diện.

Các tế bào tránh gắn sai axit amin vào tRNA như thế nào?

Aminoacyl-tRNA synthetase nhận diện cả axit amin và tRNA, và nhiều loại có một vị trí chỉnh sửa phá hủy các axit amin được gắn không chính xác.