Al doilea pas în implementarea informației genetice este sinteza unei molecule proteice bazate pe ARN mesager (traducere). Cu toate acestea, spre deosebire de transcripție, o secvență de nucleotide nu poate fi tradusă direct într-un aminoacid, deoarece acești compuși au o natură chimică diferită. Prin urmare, traducerea necesită un intermediar sub formă de ARN de transfer (ARNt), a cărui funcție este de a traduce codul genetic în „limbajul” aminoacizilor.
Caracteristici generale ale ARN de transfer
ARN-urile de transport sau ARNt-urile sunt molecule mici care furnizează aminoacizi la locul sintezei proteinelor (în ribozomi). Cantitatea de acest tip de acid ribonucleic din celulă este de aproximativ 10% din totalul pool-ului de ARN.
Ca și alte tipuri de acizi ribonucleici, ARNt constă dintr-un lanț de trifosfați ribonucleozidici. Lungimesecvența de nucleotide are 70-90 de unități, iar aproximativ 10% din compoziția moleculei cade pe componente minore.
Datorită faptului că fiecare aminoacid are propriul purtător sub formă de ARNt, celula sintetizează un număr mare de varietăți ale acestei molecule. În funcție de tipul de organism viu, acest indicator variază de la 80 la 100.
Funcțiile ARNt
Transfer ARN este furnizorul de substrat pentru sinteza proteinelor care are loc în ribozomi. Datorită capacității unice de a se lega atât de aminoacizi, cât și de secvența șablon, ARNt acționează ca un adaptor semantic în transferul de informații genetice de la forma de ARN la forma unei proteine. Interacțiunea unui astfel de intermediar cu o matrice de codificare, ca în transcripție, se bazează pe principiul complementarității bazelor azotate.
Funcția principală a ARNt este de a accepta unități de aminoacizi și de a le transporta la aparatul de sinteză a proteinelor. În spatele acestui proces tehnic se află o semnificație biologică uriașă - implementarea codului genetic. Implementarea acestui proces se bazează pe următoarele caracteristici:
- toți aminoacizii sunt codificați de tripleți de nucleotide;
- pentru fiecare triplet (sau codon) există un anticodon care face parte din ARNt;
- fiecare ARNt se poate lega doar de un anumit aminoacid.
Astfel, secvența de aminoacizi a unei proteine este determinată de ce ARNt și în ce ordine vor interacționa complementar cu ARN-ul mesager în acest procesemisiuni. Acest lucru este posibil datorită prezenței centrilor funcționali în ARN-ul de transfer, dintre care unul este responsabil pentru atașarea selectivă a unui aminoacid, iar celăl alt pentru legarea la un codon. Prin urmare, funcțiile și structura ARNt sunt strâns legate între ele.
Structura transferului ARN
TRNA este unic prin faptul că structura sa moleculară nu este liniară. Include secțiuni elicoidale dublu catenare, care sunt numite tulpini, și 3 bucle monocatenare. În formă, această conformație seamănă cu o frunză de trifoi.
Următoarele tulpini se disting în structura ARNt:
- acceptor;
- anticodon;
- dihidrouridil;
- pseudouridil;
- în plus.
Tulpinile cu dublu helix conțin 5 până la 7 perechi Watson-Crickson. La capătul tulpinii acceptoare se află un lanț mic de nucleotide nepereche, al cărui 3-hidroxil este locul de atașare al moleculei de aminoacid corespunzătoare.
Regiunea structurală pentru conectarea cu ARNm este una dintre buclele de ARNt. Conține un anticodon complementar tripletului simț din ARN mesager. Antidonul și capătul de acceptare asigură funcția de adaptor a ARNt.
Structura terțiară a unei molecule
„Cloverleaf” este o structură secundară a ARNt, totuși, datorită plierii, molecula capătă o conformație în formă de L, care este ținută împreună prin legături suplimentare de hidrogen.
L-forma este structura terțiară a ARNt și constă practic din douăelice perpendiculare de A-ARN având o lungime de 7 nm și o grosime de 2 nm. Această formă a moleculei are doar 2 capete, dintre care unul are un anticodon, iar celăl alt are un centru acceptor.
Caracteristici ale legării ARNt la aminoacizi
Activarea aminoacizilor (atașarea lor la ARN de transfer) este efectuată de aminoacil-ARNt sintetaza. Această enzimă îndeplinește simultan 2 funcții importante:
- catalizează formarea unei legături covalente între gruparea 3`-hidroxil a tulpinii acceptoare și aminoacid;
- oferă principiul potrivirii selective.
Fiecare dintre cei 20 de aminoacizi are propria sa aminoacil-ARNt sintetaza. Poate interacționa doar cu tipul adecvat de moleculă de transport. Aceasta înseamnă că anticodonul acestuia din urmă trebuie să fie complementar cu tripletul care codifică acest aminoacid particular. De exemplu, leucină sintetaza se va lega doar de ARNt destinat leucinei.
Există trei buzunare de legare a nucleotidelor în molecula de aminoacil-ARNt sintetază, conformația și sarcina cărora sunt complementare cu nucleotidele anticodonului corespunzător din ARNt. Astfel, enzima determină molecula de transport dorită. Mult mai rar, secvența de nucleotide a tulpinii acceptoare servește ca fragment de recunoaștere.
