Otrais solis ģenētiskās informācijas ieviešanā ir proteīna molekulas sintēze, kuras pamatā ir Messenger RNS (tulkošana). Tomēr atšķirībā no transkripcijas nukleotīdu secību nevar tieši pārvērst aminoskābē, jo šiem savienojumiem ir atšķirīgs ķīmiskais raksturs. Tāpēc tulkošanai nepieciešams starpnieks pārneses RNS (tRNS) veidā, kura funkcija ir pārtulkot ģenētisko kodu aminoskābju "valodā".
RNS pārneses vispārīgie raksturlielumi
Transporta RNS vai tRNS ir mazas molekulas, kas piegādā aminoskābes uz olb altumvielu sintēzes vietu (ribosomās). Šāda veida ribonukleīnskābes daudzums šūnā ir aptuveni 10% no kopējā RNS kopuma.
Tāpat kā cita veida ribonukleīnskābes, tRNS sastāv no ribonukleozīdu trifosfātu ķēdes. Garumsnukleotīdu secībā ir 70–90 vienības, un aptuveni 10% no molekulas sastāva ietilpst mazākās daļās.
Sakarā ar to, ka katrai aminoskābei ir savs nesējs tRNS formā, šūna sintezē lielu skaitu šīs molekulas šķirņu. Atkarībā no dzīvā organisma veida šis rādītājs svārstās no 80 līdz 100.
tRNA funkcijas
Transfer RNS ir substrāta piegādātājs proteīnu sintēzei, kas notiek ribosomās. Pateicoties unikālajai spējai saistīties gan ar aminoskābēm, gan ar šablona secību, tRNS darbojas kā semantisks adapteris ģenētiskās informācijas pārnešanai no RNS formas uz proteīna formu. Šāda starpnieka mijiedarbība ar kodēšanas matricu, tāpat kā transkripcijā, balstās uz slāpekļa bāzu komplementaritātes principu.
TRNS galvenā funkcija ir pieņemt aminoskābju vienības un transportēt tās uz proteīnu sintēzes aparātu. Aiz šī tehniskā procesa slēpjas milzīga bioloģiskā nozīme – ģenētiskā koda ieviešana. Šī procesa īstenošanas pamatā ir šādas funkcijas:
- visas aminoskābes kodē nukleotīdu tripleti;
- katram tripletam (vai kodonam) ir antikodons, kas ir daļa no tRNS;
- katra tRNS var saistīties tikai ar noteiktu aminoskābi.
Tādējādi proteīna aminoskābju secību nosaka tas, kuras tRNS un kādā secībā šajā procesā komplementāri mijiedarbosies ar ziņojuma RNSraidījumi. Tas ir iespējams, pateicoties funkcionālo centru klātbūtnei pārneses RNS, no kuriem viens ir atbildīgs par selektīvu aminoskābes piesaisti, bet otrs par saistīšanos ar kodonu. Tāpēc tRNS funkcijas un struktūra ir cieši savstarpēji saistītas.
RNS nodošanas struktūra
TRNA ir unikāla ar to, ka tās molekulārā struktūra nav lineāra. Tas ietver spirālveida divpavedienu sekcijas, ko sauc par kātiem, un 3 vienpavediena cilpas. Pēc formas šī uzbūve atgādina āboliņa lapu.
TRNS struktūrā izšķir šādus celmus:
- pieņēmējs;
- antikodons;
- dihidrouridils;
- pseidouridils;
- papildu.
Dubultās spirāles kāti satur 5 līdz 7 Vatsona-Kriksona pārus. Akceptora kāta galā ir neliela nesapārotu nukleotīdu ķēde, kuras 3-hidroksilgrupa ir atbilstošās aminoskābes molekulas piesaistes vieta.
Strukturālais reģions savienojumam ar mRNS ir viena no tRNS cilpām. Tas satur antikodonu, kas ir komplementārs sensora tripletam kurjera RNS. Tas ir antikodons un pieņemšanas gals, kas nodrošina tRNS adaptera funkciju.
Molekulas terciārā struktūra
"Āboliņa lapa" ir tRNS sekundārā struktūra, tomēr locīšanas rezultātā molekula iegūst L-veida konformāciju, ko satur kopā papildu ūdeņraža saites.
L-forma ir tRNS terciārā struktūra un praktiski sastāv no divāmperpendikulāras A-RNS spirāles, kuru garums ir 7 nm un biezums 2 nm. Šai molekulas formai ir tikai 2 gali, no kuriem vienam ir antikodons, bet otram ir akceptora centrs.
tRNS pazīmes, kas saistās ar aminoskābi
Aminonskābju aktivāciju (to piesaisti RNS pārnesei) veic aminoacil-tRNS sintetāze. Šis ferments vienlaikus veic 2 svarīgas funkcijas:
- katalizē kovalentās saites veidošanos starp akceptora cilmes 3`-hidroksilgrupu un aminoskābi;
- nodrošina selektīvās atbilstības principu.
Katrai no 20 aminoskābēm ir sava aminoacil-tRNS sintetāze. Tas var mijiedarboties tikai ar atbilstoša veida transporta molekulu. Tas nozīmē, ka pēdējās antikodonam jābūt komplementāram ar tripletu, kas kodē šo konkrēto aminoskābi. Piemēram, leicīna sintetāze saistās tikai ar tRNS, kas paredzēta leicīnam.
Aminoacil-tRNS sintetāzes molekulā ir trīs nukleotīdus saistošas kabatas, kuru konformācija un lādiņš ir komplementāri ar atbilstošā antikodona nukleotīdiem tRNS. Tādējādi ferments nosaka vēlamo transporta molekulu. Daudz retāk kā atpazīšanas fragments kalpo akceptora cilmes nukleotīdu secība.
