O que é tRNA e qual sua função? Neste artigo explicamos a estrutura, função e carregamento do tRNA.
O RNA de transferência fornece os aminoácidos apropriados para converter sequências lidas do DNA em cadeias polipeptídicas durante a tradução .
Ele tem os locais de encaixe para exatamente três bases, cada uma das quais é exatamente o ajuste certo para um aminoácido. Esses trigêmeos de bases, que são complementares ao mRNA , são chamados de anticódons, e a sequência de bases que codifica um aminoácido específico é chamada de código genético.
O tRNA coleta o aminoácido apropriado dentro da célula e o transporta para o ribossomo , onde é procurado um tripleto de base que corresponda ao seu anticódigo. Ele atraca ali e o aminoácido que trouxe é ligado ao aminoácido vizinho, que foi trazido por outro tRNA, por meio de uma ligação peptídica. Desta forma , uma longa cadeia de peptídeos é gradualmente formada, enquanto o ribossomo sempre move um códon até atingir um códon de parada, por exemplo. B.UGA. Não há aminoácidos correspondentes para esta sequência, então a tradução para aqui e a cadeia peptídica finalmente se separa do ribossomo.
A síntese do tRNA comparativamente pequeno também ocorre no núcleo da célula , uma vez que também deve ser lido a partir do DNA (pela RNA polimerase III), ou seja, do chamado ‘gene RNA’. A modificação pós-transcricional também é realizada aqui. Assim como o rRNA , o tRNA é um RNA não codificante porque não carrega nenhuma informação genética.
tRNA simplesmente explicado
Você pode pensar em um tRNA como um RNA especial que carrega um aminoácido . O tRNA tem uma forma típica de folha de trevo. O aminoácido está ligado à extremidade do “haste”.
Os tRNAs encontram-se livremente no citoplasma de uma célula . Eles desempenham um papel importante na biossíntese de proteínas. Eles transportam aminoácidos para os ribossomos, onde formam uma longa cadeia de aminoácidos e são convertidos em proteínas. As proteínas são importantes em todo o corpo, por exemplo, são os anticorpos do sistema imunológico.
Para que isso seja possível, o tRNA deve primeiro ser carregado com o aminoácido. Isso requer a enzima aminoacil-tRNA sintetase . Ele liga o aminoácido ao tRNA.
A definição fica assim:Definição
tRNA ( transfer RNA = transport RNA ) é um tipo especial de RNA que carrega um aminoácido com ele. Ele transporta esse aminoácido para os ribossomos, onde ocorre a produção de proteínas durante a biossíntese de proteínas.
Estrutura de RNA
Todos os tipos de RNA têm basicamente a mesma estrutura.
O bloco de construção básico do RNA é o nucleotídeo. As moléculas de ribose e os resíduos de fosfato formam a espinha dorsal do RNA.
Um RNA consiste em bases orgânicas, resíduos de fosfato e moléculas de açúcar. Você pode distinguir entre quatro bases orgânicas diferentes (= bases com átomos de carbono) no RNA. As bases orgânicas do RNA são adenina, citosina, guanina e uracila.
O açúcar no RNA é a ribose de cinco carbonos . O terceiro componente do RNA é o resíduo de fosfato HPO 4 2- . Os resíduos de fosfato se formam quando o ácido fosfórico (H 3 PO 4 ) libera prótons de hidrogênio H + .
Cada base e molécula de ribose estão ligadas por uma ligação N-glicosídica . Uma base e uma molécula de ribose juntas formam um nucleosídeo.
Você pode chamar a ligação entre a ribose e o resíduo de fosfato de ligação éster . Um nucleosídeo e um resíduo de fosfato juntos formam um nucleotídeo.
Muitos nucleotídeos se alinham e formam a fita de tRNA. Para que tal fita se forme, uma ligação se forma entre dois nucleotídeos. Esta é também uma ligação éster que se forma entre o resíduo de fosfato de um nucleotídeo e a ribose do outro nucleotídeo.
tRNA é a abreviação de RNA de transferência . É um ácido ribonucleico que consiste em 50 a 105, mas geralmente cerca de 80 nucleotídeos . Durante a tradução, ele transporta o aminoácido correto para o códon correspondente no mRNA .
Pares de bases conjugantes ( adenina e uracila ; citosina e guanina ) ocorrem em cada molécula de tRNA. Eles são a causa da estrutura em forma de folha de trevo do tRNA. No entanto, deve-se notar que a estrutura tridimensional real é semelhante a um L, cujos dois braços formam a haste aceitadora de aminoácidos e a alça do anticódon. As seções funcionalmente importantes são, portanto, tão distantes quanto possível. No entanto, nas alças dos braços de tRNA, as bases presentes não podem fazer ligações de hidrogênio porque não são conjugadas.
Dependendo de sua sequência, cada tRNA é carregado especificamente com o aminoácido associado na extremidade 3′ pela respectiva aminoacil-tRNA sintetase , com consumo de ATP. Os tRNAs aminoacilados são então usados pelos ribossomos para a biossíntese de proteínas .
Cada molécula de tRNA tem um tripleto de base específico na alça do meio, o chamado anticódon. Se esta sequência de bases corresponder ao códon de base correspondente do RNA mensageiro , o tRNA pode se acumular ali e anexar o aminoácido transportado à proteína resultante . A chamada alça diidrouracila (alça DHU) está localizada à esquerda na estrutura em folha de trevo. Isso é usado principalmente para o reconhecimento do tRNA pela aminoacil sintetase. À direita do trevo está o loop T(Psi)C. O psi significa pseudouridina. Esta alça/braço liga-se ao rRNA 5S da grande subunidade ribossômica. A sequência CCA marcada em cinza só é anexada após a transcrição à 3ª extremidade. Os AA estão ligados ao seu grupo hidroxi em uma ligação éster.
montagem de tRNA
A fita simples formada a partir dos nucleotídeos forma uma forma especial que lembra uma folha de trevo . Esta forma é criada dobrando o fio. Dentro do tRNA, as ligações de hidrogênio são formadas entre bases opostas.
Três laços ( = três folhas do trevo) são formados. Essas alças também são chamadas de alça D (di-hidrouridina), alça TΨC (T = timidina; Ψ = pseudouridina; C = citidina) e alça anticódon . Muitas vezes também pode haver um loop variável entre o loop TΨC e o loop do anticódon, que pode variar em comprimento.
A alça mais importante para uma célula é a alça do anticódon. Ele contém um tripleto de bases (= 3 bases), o chamado anticódon, que é complementar a um tripleto específico no mRNA .
O “caule” do trevo é formado pelo chamado talo aceptor, na extremidade 3′ do qual (= orientação direcional. O grupo OH está localizado no 3º átomo de carbono da ribose) existe sempre a sequência de bases CCA . O aminoácido codificado pelo anticódon liga-se a este tripleto.
Função de tRNA
O tRNA desempenha um papel muito importante na tradução durante a biossíntese de proteínas. A tradução é o segundo passo na produção de proteínas e ocorre nos ribossomos. Com ele, a cópia do DNA formada na transcrição , o mRNA, é traduzida em proteínas .
Após a transcrição, o modelo para as proteínas (= código genético) que são formados está localizado no mRNA. A tradução começa no códon inicial com a sequência de bases AUG. Cada um dos ribossomos lê três bases do mRNA, ou seja, sempre um tripleto de bases . Agora eles anexam o tRNA correspondente a cada trio. Você também pode se referir ao que é atribuído ao códon de iniciação como o tRNA iniciador .
Todos os tRNA que são ordenados desistem de seu aminoácido. Esses aminoácidos formam uma longa cadeia de aminoácidos (= cadeia peptídica ). A leitura do mRNA termina em um códon de parada. Isso pode ser representado pelas sequências de bases UAA, UAG ou UGA.
A cadeia de aminoácidos resultante se dobra em alças, de modo que é um pouco comprimida em comprimento. Esses loops também são conhecidos como loop alfa, loop beta e loop gama. Esta cadeia dobrada de aminoácidos constitui uma proteína .
O tRNA tem entre 75 e 95 nucleotídeos de comprimento . Existe pelo menos um tRNA específico para cada um dos 20 aminoácidos que compõem as proteínas humanas. Dependendo de sua sequência específica, cada variante de tRNA é carregada com o aminoácido apropriado pela respectiva aminoacil-tRNA sintetase na extremidade 3′ (CCA) por meio de uma reação dependente de ATP em duas etapas:
- 1º passo: ativação ATP-dependente do aminoácido a aminoacidenilato com eliminação do pirofosfato (difosfato). O produto da reação agora contém um composto de anidrido de ácido carboxílico-ácido fosfórico de alta energia
- 2ª etapa: Esterificação da adenosina localizada na extremidade 3′ do tRNA (CC A ) com o grupo carboxila do aminoácido ativado com eliminação do monofosfato de adenosina (AMP). O produto é o aminoacil tRNA.
A tarefa do tRNA é transportar aminoácidos para o ribossomo , onde permite a tradução do mRNA em polipeptídeos . O tRNA também possui um grupo específico de três bases, o chamado anticódon , que se liga a uma sequência correspondente de bases no mRNA, o códon , de acordo com o princípio da chave de bloqueio . Nesse processo (tradução), o aminoácido com o qual o tRNA é carregado é ligado à proteína resultante, alongando assim a cadeia polipeptídica.
Carregamento de tRNA pela aminoacil-tRNA sintetase
Para que um tRNA seja capaz de transportar seu aminoácido para os ribossomos, ele deve primeiro ser carregado com o aminoácido. Isso requer a enzima aminoacil-tRNA sintetase (AA-tRNA sintetase) e o transportador de energia ATP (trifosfato de adenosina).
A sintetase tem dois sítios de ligação . Um aminoácido é colocado em um lugar e um tRNA em outro lugar. Primeiro, o aminoácido é ativado pelo consumo de ATP . O ATP libera dois resíduos de fosfato. O aminoácido ativado agora se liga ao tripleto de bases CCA do tRNA na extremidade 3′. Uma ligação éster se forma entre o tripleto de base e o aminoácido .
Existe uma aminoacil-tRNA sintetase diferente para cada aminoácido. Cada enzima só pode se ligar a um aminoácido específico. No entanto, é possível que uma sintetase possa se ligar a diferentes tRNAs. É por isso que alguns aminoácidos podem ser codificados por múltiplos trigêmeos de bases.
Supressor-tRNA
Pode acontecer que o anti-códon do tRNA seja mutado, ou seja, alterado. Consequentemente, os aminoácidos são colocados em alguns trigêmeos que não são realmente codificados neste ponto. Como resultado, a cadeia de aminoácidos errada e, finalmente, a proteína errada são formadas. Isso pode causar doenças e mutações no ser vivo.