ה העבר RNA היא RNA בעלת שרשרת קצרה, המורכבת מ -70 עד 95 נוקלאובאזים, ובמבט דו-ממדי, יש מבנה דמוי תלתן עם 3 עד 4 לולאות.
לכל אחת מ -20 חומצות האמינו החלבוניות הידועות יש לפחות RNA העברה אחת שיכולה לקחת את חומצת האמינו "שלה" מהציטוזול ולהפוך אותה לזמינה לביוסינתזה של חלבון על ריבוזום של הריקוד האנדופלסמטי.
מה זה העברת RNA?
העברת ה- RNA, המכונה בינלאומית tRNA מקוצר, מורכב מכ- 75 עד 95 נוקלאובאזים, ובנוף התוכנית הדו-ממדית, מזכיר מבנה דמוי תלתן עם שלושה לולאות קבועות ואחת משתנות וגזע המקבל חומצה אמינית.
במבנה השלישוני התלת מימדי, מולקולת tRNA דומה יותר לצורת L, כאשר הרגל הקצרה תואמת את גזע הקולט והרגל הארוכה לולאת האנטיקודון. בנוסף לארבעת הנוקלאוזידים ללא שינוי, אדנוזין, אורידין, ציטידין וגואנוזין, המהווים גם את אבני הבניין הבסיסיות של ה- DNA וה- RNA, חלק מ- tRNA מורכב מכלל שישה נוקלאוזידים ששונו שאינם חלק מ- DNA ו- RNA. הנוקלאוזידים הנוספים הם דיהידרואורידין, אינוסין, תיורודין, פסאודורידין, N4-אצטילציטין וריבוטימידין.
בכל סניף ה- tRNA נוצרים נוקלאובאזים מצומדים עם קטעים עם חוטים כפולים המקבילים ל- DNA. כל tRNA יכול לקחת רק 20 של חומצות אמינו חלבוניות ידועות ולהעביר אותה לתכנית האנדופלסמה הגסה לביוסינתזה ולהפוך אותה לזמינה שם. בהתאם לכך, לפחות RNA העברה מתמחה חייב להיות זמין עבור כל חומצה אמינית חלבונית. במציאות יש יותר מ- tRNA אחד לחומצות אמינו מסוימות.
פונקציה, אפקט ומשימות
המשימה העיקרית של RNA ההעברה היא לאפשר לחומצה אמינית חלבונית של חלבון מהציטוזול לעגון למקבל חומצות האמינו שלה, להעביר אותה למערכת הרקמה האנדופלסמית ולחבר אותה לשם דרך קשר פפטיד לקבוצת הקרבוקס של חומצת האמינו שהופקדה אחרונה, כך שהחלבון שנוצר מורחבת בחומצת אמינו אחת.
ואז ה- TRNA הבא מוכן לאחסן את חומצת האמינו "הנכונה" בהתאם לקידוד. התהליכים מתרחשים במהירות גבוהה. באוקריוטות, כולל תאים אנושיים, שרשרות הפוליפפטיד מתארכות בסביבות 2 חומצות אמינו בשנייה במהלך סינתזת חלבון. שיעור השגיאות הממוצע הוא סביב חומצת אמינו אחת לאלף. המשמעות היא שכמעט כל חומצת אמינו באלף דורגה בצורה לא נכונה במהלך סינתזת החלבון. ברור שבמהלך ההתפתחות שיעור השגיאות הזה התיישר כפשרה הטובה ביותר בין הוצאת האנרגיה הדרושה לבין השפעות השגיאה השליליות האפשריות.
תהליך סינתזת החלבון מתרחש כמעט בכל התאים במהלך הגדילה וכדי לתמוך בשאר חילוף החומרים. ה- tRNA יכול למלא רק את המשימה החשובה שלו ואת תפקידה של בחירה והובלה של חומצות אמינו מסוימות אם ה- mRNA (Messenger RNA) הכין עותקים של קטעי הגנים המתאימים של ה- DNA. כל חומצת אמינו מקודדת בעצם על ידי רצף של שלושה בסיסים גרעיניים, הקודון או השלישייה, כך שארבעת הבסיסים הגרעיניים האפשריים הם מתמטיים 4 לכוחם של 3 שווה ל 64 אפשרויות. עם זאת, מכיוון שישנן רק 20 חומצות אמיניות חלבוניות, ניתן להשתמש בכמה משולשות לשליטה כקודוני התחלה או סיום. כמו כן, חומצות אמינו מסוימות מקודדות על ידי מספר שלשות שונות.
זה יתרון בכך שמושגת סיבולת שגיאה מסוימת כלפי מוטציות נקודתיות, בין אם בגלל שהרצף הלא נכון של הקודון מקודד במקרה לאותה חומצת אמינו או מכיוון שחומצה אמינית בעלת תכונות דומות משולבת בחלבון, כך שבמקרים רבים החלבון המסונתז ללא סוף טעויות. או שהפונקציונליות שלו מוגבלת מעט.
חינוך, התרחשות, תכונות וערכים מיטביים
RNA-העברות קיימים כמעט בכל התאים בכמויות שונות וקומפוזיציות שונות. הם מקודדים כמו חלבונים אחרים. גנים שונים אחראיים להדפסות התוכנית של ה- tRNA האינדיבידואלי. הגנים האחראיים מועתקים בגרעין התא בקריופלזם, שם מסונתזים גם מבשרי העורקים או טרום ה- TRNA לפני שהם מועברים דרך הממברנה הגרעינית אל הציטוזול.
רק בציטוזול של התא נמצאים pre-tRNAs, על ידי כריתת אינטרונים מה שנקרא, רצפי בסיס שאין להם שום תפקוד על הגנים והם נשאים לאורך, אך עדיין מועתקים. לאחר שלבי הפעלה נוספים, ה- tRNA זמין להובלה של חומצה אמינית מסוימת. המיטוכונדריה ממלאות תפקיד מיוחד מכיוון שיש להם RNA משלהם, המכיל גם גנים המגדירים גנטית tRNA לצרכים שלהם. ה- tRNA המיטוכונדריאלי מסונתז באופן intramitochondrially.
בגלל ההשתתפות הכמעט אוניברסלית של RNAs העברה שונים בסינתזת חלבון ובגלל ההמרה המהירה שלהם, לא ניתן לתת ערכי ריכוז אופטימליים או ערכי ייחוס עם גבולות עליונים ותחתונים. זמינותן של חומצות אמינו תואמות בציטוזול ובאנזימים אחרים המסוגלים להפעיל tRNAs חשובה לתפקוד ה- tRNAs.
מחלות והפרעות
הסכנות הגדולות ביותר להפרעה בתפקוד RNA ההעברה טמונות בחוסר אספקה של חומצות אמינו, בעיקר היעדר חומצות אמינו חיוניות, שהגוף אינו יכול לפצות עם חומצות אמינו אחרות או עם חומרים אחרים.
ביחס להפרעות אמיתיות בתפקוד ה- tRNA, הסכנה הגדולה ביותר טמונה במוטציות גנים, המתערבות בנקודות מסוימות בעיבוד ה- RNA ההעברה, ובמקרה הגרוע מביאות לכישלון תפקודי של מולקולת ה- tRNA המתאימה. דוגמא לכך תלסמיה, אנמיה הנסמכת למוטציה גנטית באינטרון 1. מוטציה של גן בגן שמקודד לאינטרון 2 מובילה גם לאותה סימפטום. כתוצאה מכך, סינתזת המוגלובין מוגבלת מאוד באריתתרוציטים, כך שמתרחשת אספקה לא מספקת של חמצן.
