Transpordi-RNA

tRNA molekuli ruumiline struktuur

Transport-RNA ehk tRNA on ribonukleiinhape, mis tegeleb rakus aminohapete transpordiga ribosoomi, kus geneetilise koodi alusel lisatakse aminohape sünteesitavasse valguahelasse.

Nagu teisedki RNA molekulid, on tRNA molekul polümeer, ning koosneb nukleotiididest – adeniinist (A), guaniinist (G), tsütosiinist (C) ja uratsiilist (U), lisaks ka mõnest modifitseeritud nukleotiidist.

tRNA molekulide pikkus varieerub 74 nukleotiidist 92-ni (on üksikuid molekule, mis on mõnevõrra lühemad või pikemad).

tRNA avastati 1950. aastate lõpul. Sellest ajast alates on tRNA olnud üks uuritumaid biomolekule. Ta on ka esimene biomolekul, mille ruumilist struktuuri tundma õpiti. Tänapäeval on teada tuhandete tRNA molekulide primaarstruktuur paljudes eri liikides. Kõigi tuntud tRNA molekulide ruumiline struktuur on nii sekundaar- kui ka tertsiaarstruktuuri tasemel väga sarnane.

[redigeeri] Struktuur

tRNA molekulide sekundaarstruktuuri iseloomustatakse "ristikheinalehe" kujuga. tRNA sekundaarstruktuuri moodustavad 4 kaksikahelalist osa - õlga ja 4 üksikahelalist piirkonda - lingu, mis paiknevad vastavate õlgade otstes. tRNA molekuli otsad asuvad lähestikku, nende paardumisel tekkiv kaksikahelaline osa kannab nimetust "aktseptor-õlg", selle 3' otsa paardumata nukleotiididele liidetakse estersidemega aminohape. Aktseptor-õlg on 7 aluspaari pikk. T-õlg (ka TψC õlg) on saanud oma nime tänu modifitseerunud nukleotiididele, mis asuvad T-lingus. Need nukleotidid on ribosüültümidiin T ja pseudouridiin ψ. T-õla pikkus on 5 aluspaari, T-lingu pikkus varieerub harilikult 7-9 nukleotiidi ulatuses. D-õlg on saanud nime temas leiduva modifitseeritud nukleotiidi dihüdrouridiini D järgi. D-õla pikkus on harilikult 4 aluspaari, D-lingu pikkus on varieeruv. Antikoodon-õlg on alati 5 aluspaari pikk ja nagu nimestki on näha, sisaldab antikoodoni ling kolmest nukleotiidist antikoodonit mis vastab mRNA koodonile. Antikoodoni lingus on alati 7 nukleotiidi.

Lisaks neile võivad paljud tRNA molekulid sisaldada lisalingu ja lisaõlga, mille pikkus võib olla suuresti varieeruv.

[redigeeri] Funktsionaalsus

tRNA molekuli tasapinnaline struktuur

Funktsionaalselt on tRNA molekuli tähtsaim osa antikoodon, mille kolm nukleotiidi paarduvad komplementaarsusprintsiibi alusel mRNA koodoniga, mis on geneetilise translatsiooni ja geneetilise koodi strukturaalseks aluseks. Seetõttu on antikoodoni lingu ruumiline konformatsioon oluline täpse koodon-antikoodon seondumise toimumiseks. Antikoodoni ees paikneb konserveerunud U33 nukleotiid, mille järel teeb tRNA ahel järsu pöörde. Nukleotiid 34, esimene antikoodoni nukleotiid paardub mRNA koodoni viimase, 3. nukleotiidiga ja seetõttu on oluline, et koodon-antikoodon seondumine lõppeks just 34. nukleotiidiga ega jätkuks U33 ga, niiviisi määrab tRNA ahelas toimuv järsk pööre ära koodoni pikkuse (3 aluspaari). Antikoodon on sobivas ruumilises struktuuris mRNA koodoniga paardumiseks. Antikoodoni järel paiknevad nn. hüpermodifitseeritud nukleotiidid, mis pole võimelised aluspaare moodustama, nii on tagatud translatsiooni täpsus.

tRNA teine oluline piirkond, 3' ots, paikneb aktseptor-õla otsas. tRNA kolm viimast nukleotiidi on CCA järjestus, mis ribosoomis seondub valguahela peptiidsideme moodustumist katalüüsiva piirkonnaga. tRNA 3' otsa seotakse ka ensüüm aminoatsüül-tRNA ligaasi vahendusel estersidemega vastav aminohape. Olgugi, et paljudele aminohapetele vastab mitu erinevat tRNAd, vastab igale erinevale tRNAle vaid üks konkreetne aminoatsüül-tRNA ligaas. Aminoatsüül-tRNA ligaas tunneb tRNA ära vastavate tRNA identsuse elementide järgi, milleks on kindlad, erinevatele tRNA molekulidele ainuomased nukleotiidid antikoodoni lingus ja aktseptoorses õlas. Valgusünteesi käigus ribosoomis lahutatakse tRNA antikoodoni ja mRNA koodoni paardumisel aminohape tRNAst ja lisatakse valguahelasse.

tRNA esineb rakus kolme vormina:

Aminoatsüül-tRNA, tRNA, mille 3' otsa on seotud aminohape.
Peptidüül-tRNA, tRNA variant, mis esineb ainult ribosoomis valgusünteesi käigus; peptidüül-tRNA 3' otsa on veel seotud aminohape, mis on omakorda juba moodustanud peptiidsideme sünteesitava valguahelaga.
Deatsetüleeritud tRNA, "tavaline" tRNA, tRNA millele pole aminohapet seotud.