Die Hauptteilnehmer am Prozess des Lesens der in der mRNA-Sequenz kodierten Informationen sind Aminoacil-tRNA-Synthetasen, tRNAs, Ribosomen, an Ribosomen gebundene Proteine und einige andere Proteine. Sie sind für die Initiierung, Verlängerung und Beendigung der Polypeptidanordnung verantwortlich. In diesem Abschnitt werden wir die Eigenschaften jeder dieser Komponenten beschreiben und besprechen, wie sie in den verschiedenen Phasen des Übersetzungsprozesses funktionieren.
Zugabe von Aminosäuren zur "verwandten" tRNA
Die Funktion der tRNA während der Translation wird auf zwei einzigartige Prozesse reduziert. Der erste von ihnen besteht in der Zugabe einer Aminosäure zum 3'-Ende der verwandten tRNA mittels einer spezifischen Aminoacil-tRNA-Synthetase, der zweite besteht in einer spezifischen Bindung von Aminoacil-tRNA mit dem entsprechenden mRNA-Code, der in Kombination mit einem Ribosom vorliegt. Das Hauptmerkmal beider Reaktionen ist ihre Spezifität, da Fehlschläge bei der Bildung von Aminoacil-tRNA oder die Bindung von Aminoacil-tRNA an den entsprechenden Code zu Fehlern in der Genexpression führen. Daher ist es sehr wichtig, die Art dieser Spezifität, den Mechanismus ihrer Bereitstellung und die Folgen von Genauigkeitsverletzungen in diesen beiden Phasen der Übersetzung zu verstehen.
Hauptmerkmale der tRNA-Struktur. Es gibt viele verschiedene tRNAs in jeder Zelle. Das tRNA-Molekül besteht in der Regel aus 75-85 Nukleotiden und enthält ein einzigartiges Trinukleotid, das bestimmt, welche Aminosäure diese tRNA hinzufügt und mit welchem Code sie sich verbinden kann. Basierend auf den Daten der Nukleotidsequenz von mehr als 150 einzelnen tRNA-Spezies, die aus pro- und eukaryontischen Zellen isoliert wurden, wurden Computermodelle der intramolekularen komplementären Paarung der Basen im tRNA-Molekül erstellt. Es wurde der Schluss gezogen, dass fast alle tRNAs, unabhängig von ihrer Nukleotidsequenz, eine charakteristische Sekundärstruktur aufweisen, die aufgrund der Anwesenheit von drei Nieten als "Kleeblatt"-Struktur bezeichnet wird. Die Realität der vorhergesagten Struktur wurde durch die Daten über die unterschiedliche chemische Empfindlichkeit der Basen bestätigt, von denen einige gepaart sind und andere nicht.
Die meisten tRNA-Moleküle in Form eines Kleeblattes enthalten vier Bereiche, die jeweils invariante Eigenschaften aufweisen, unabhängig von der Aminosäurespezifität der tRNA. 1. Am 3'-Ende des Moleküls gibt es immer vier ungepaarte Nukleotide, von denen drei notwendigerweise CSAs sind. Das 5'- und 3'-Ende der RNA-Kette bildet den Akzeptorschaft. Die Ketten werden durch die komplementäre Paarung von sieben 5'-End-Nukleotiden mit sieben Nukleotiden nahe dem 3'-Ende zusammengehalten. 2. Alle Moleküle haben einen Bolzen aus PFC, der so bezeichnet wird, weil er zwei ungewöhnliche Reste enthält: Ribotimidin und Pseudouridin). Der Stift besteht aus einem zweikettigen Schaft aus fünf gepaarten Basen, darunter ein Paar G-Cs, und einer Schleife aus sieben Nukleotiden von der Länge. Trinukleotid T befindet sich immer an der gleichen Stelle in der Schleife. Im Anti-Codone Bolzen wird der Schaft immer durch sieben gepaarte Basen repräsentiert. Das Triplett, das komplementär zum verwandten Codon, dem Anti-Codon, ist, befindet sich in einer Schleife aus sieben Nukleotiden. Am 5'-Ende wird das Anticodon von dem invarianten Rest von Uracil und modifiziertem Cytosin flankiert, und sein 3'-Ende wird von modifiziertem Purin, meist Adenin, angrenzend. 4. Ein weiterer Pin besteht aus einem Stamm mit einer Länge von drei bis vier Nukleotidpaaren und einer Schleife unterschiedlicher Größe, die oft eine reduzierte Form von Uran - Dihydrouracil enthält.
Die Nukleotidstammsequenzen, die Anzahl der Nukleotide zwischen Anticodonstamm und TPS-Stengeln sowie die Größe der Schleife und die Lokalisation von Dihydrouracilresten in der DU-Schleife sind sehr unterschiedlich.
Die Röntgenanalyse einiger tRNA-Moleküle erlaubte es, ihre charakteristische quaternäre Struktur zu zeigen. Diese Struktur ist kompakter als die Struktur "Kleeblatt". Es entsteht durch intramolekulare Wechselwirkungen, die die DU- und Т| C-Pins zusammenführen. Dadurch sieht das tRNA-Molekül aus, als ob es aus zwei zueinander senkrechten Teilen besteht, einem mit einer Akzeptorstelle und dem anderen mit einem Anti-Codon. Aufgrund dieser Gesamtansicht des Moleküls wird die Struktur als L-Konfiguration bezeichnet. Die L-Struktur scheint adäquater zu sein als das "Kleeblatt", insbesondere wenn man bedenkt, dass die tRNA die Rolle eines Adapters bei der Interaktion zwischen Codon und Anticodon auf dem Ribosom spielt.
In der Regel dienen mehrere verschiedene tRNAs mit unterschiedlichen Anticodons als Akzeptoren für die gleiche Aminosäure, so dass sie sich mit synonymen Codes paaren können. Dies erklärt zum Teil die Degeneration des Codes, d.h. die Fähigkeit verschiedener Anticodons, die gleiche Aminosäure zu bestimmen.
Fortsetzung folgt..