转移RNA和氨酰化

将密码子与氨基酸物理连接的接头分子，以及将每个tRNA与正确氨基酸连接的合成酶。

Definition

转移RNA是小的折叠RNA，携带特定的氨基酸并带有一个与mRNA密码子互补的反密码子；氨酰化（加载）是合成酶催化的将正确氨基酸连接到其同源tRNA的过程，从而建立了密码与蛋白质之间的物理联系。

Scope

本主题涵盖转移RNA的结构——三叶草形和L形折叠、反密码子和氨基酸受体端——以及将正确氨基酸连接到每个tRNA的氨酰-tRNA合成酶。它探讨了如何实现氨酰化忠实性，包括合成酶的校对功能，以及反密码子如何确保正确的解码。核糖体对已氨酰化tRNA的使用将在相关主题中讨论。

Core questions

• tRNA的结构是什么？它是如何充当接头分子的？
• 氨酰-tRNA合成酶如何将正确的氨基酸连接到正确的tRNA上？
• 考虑到化学性质相似的氨基酸，如何保持氨酰化的准确性？
• 反密码子如何在翻译过程中确保正确的密码子识别？

Key theories

接头假说

克里克提出，小的接头分子携带氨基酸并通过碱基配对识别密码子；转移RNA就是这些接头，它将氨基酸的化学性质与核酸的语言解耦。

合成酶强制的氨酰化忠实性

氨酰-tRNA合成酶识别其氨基酸及其同源tRNA，并且许多合成酶利用编辑（校对）步骤水解错误连接的产物，确保在氨酰化步骤中正确读取遗传密码。

Mechanisms

转移RNA折叠成紧凑的L形，一端呈现反密码子，另一端呈现氨基酸受体端。氨酰-tRNA合成酶利用ATP激活其特异性氨基酸，并将其转移到匹配tRNA的3'端；许多合成酶具有一个独立的编辑位点，可以水解错误连接的氨基酸，从而提高忠实性。在翻译过程中，已氨酰化tRNA的反密码子与核糖体解码中心中的mRNA密码子配对，从而递送编码的氨基酸。

Clinical relevance

影响tRNA或合成酶的突变会导致一系列遗传疾病，并且正在研究氨酰化步骤以工程化扩展的遗传密码；此处提供作为意义，而非临床指导。

History

克里克（Crick）的接头假说在tRNA生化鉴定之前就预测了它的存在；霍利（Holley）在20世纪60年代中期确定了第一个完整的tRNA序列，此后对合成酶及其编辑活性进行了表征，从而确立了已氨酰化tRNA在解码中的作用。

Key figures

• Francis Crick
• Robert Holley
• Paul Zamecnik

Seminal works

• crick1970
• watson2013

Frequently asked questions

“氨酰化”tRNA是什么意思？

指将正确的氨基酸连接到tRNA上；已氨酰化或已加荷的tRNA携带由其反密码子识别的密码子所指定的氨基酸。

细胞如何避免将错误的氨基酸连接到tRNA上？

氨酰-tRNA合成酶识别氨基酸和tRNA，并且许多合成酶具有一个编辑位点，可以破坏错误连接的氨基酸。