Transfer ARN
ARN de transfer (sau ARN de transport ), prescurtat în ARNt , este un lanț mic de ARN (format din aproximativ 70-90 nucleotide [1] ) care transferă un aminoacid specific al unui lanț polipeptidic în creștere în locul ribozomal al sintezei proteinelor în timpul traducerii . ARNt are un situs de atașare pentru aminoacid și o regiune cu trei baze (nucleotide), numită anticodon , care recunoaște codonul corespunzător cu trei baze al ARNm prin împerechere complementară de baze. [2] Fiecare tip de moleculă de ARNt se poate lega de un singur tip de aminoacid, dar din moment ce există diferite tipuri de codoni în ADN care specifică același aminoacid, multe tipuri de ARNt cu anticodoni diferiți pot transporta același aminoacid.
Molecula de ARN de transfer este, prin urmare, dispozitivul „adaptor” ipotezat de Francis Crick , care mediază recunoașterea secvenței de codoni în ARNm și permite translația acesteia în aminoacidul adecvat.
Structura ARNt
ARNt-ul are o structură primară (ordinea nucleotidelor 3 'până la 5'), o structură secundară (denumită în mod obișnuit o structură trifoliată ) și o structură terțiară (toate ARNt-urile au o structură 3D similară în formă de L care le permite să intre în Siturile P și A ale ribozomilor ). Structura primară a fost descrisă în 1969 de Robert W. Holley . Structurile secundare și terțiare au apărut în urma studiilor cu cristalografie cu raze X efectuate independent în 1974 de două grupuri de cercetare, unul SUA și unul britanic, condus respectiv de Alexander Rich și Aaron Klug .
Caracteristici
Brațele care caracterizează structura secundară trefoilă a ARNt prezintă următoarele structuri și funcții.
- Brațul acceptor (numit și brațul aminoacizilor ) este compus din 7 perechi de baze (nucleotidele care se împerechează sunt cele 5'- și 3'-terminale). Grupa 3 ' hidroxil este utilizată pentru atacul aminoacizilor. La 5 'există o grupare fosfat . Brațul acceptor poate prezenta nucleotide și perechi diferite de cele clasice identificate de James Watson și Francis Crick .
- La capătul 3 'al brațului, în special, există o trinucleotidă foarte conservată din secvența CCA (numită și coadă CCA ). Această secvență este importantă pentru recunoașterea ARNt în timpul traducerii. La procariote coada CCA este transcrisă, în timp ce la eucariote se adaugă după transcriere, în timpul procesării ARNt.
- Brațul D este o regiune care conține o buclă care are adesea dihidruridină ; pare să joace un rol important în recunoașterea ARNt de către aminoacil-ARNt sintetaza.
- Brațul A (sau brațul anticodonului) este compus din 7 nucleotide dintre care cele 3 centrale formează anticodonul.
- Brațul T, compus din 7 baze, conține o secvență TΨC foarte conservată; pare să joace un rol important în recunoașterea ARNt de către ribozom.
Există o serie de baze modificate, de obicei prin metilare . Astfel de modificări sunt mai frecvente în nucleotidele care flancează sau compun anticodonul. A treia bază a anticodonului, de exemplu, este adesea modificată în inozină (derivată din adenină ) sau pseudouridină (derivată din uracil ).
Anticodonul
Un anticodon este format din trei nucleotide care corespund celor trei baze ale codonului citite de ARNm. Fiecare anticodon specific ARNt conține o secvență (triplet) care se poate împerechea cu unul sau mai mulți codoni pentru același aminoacid. De exemplu, un codon pentru lizină este AAA; anticodonul lizinei trebuie să fie UUU. Cu toate acestea, codul genetic este redundant, iar unii aminoacizi corespund mai multor codoni de ARNm (deci mai mulți anticodoni ai ARNt). Aceasta implică faptul că diferiți codoni pot codifica același aminoacid sau că asocierea este exactă pentru primele două baze, în timp ce pentru a treia poate exista o toleranță la asocierea „greșită”. De fapt, unii anticodoni pot împerechea până la mai mult de un codon, pe baza unui fenomen numit împerechere oscilantă . În codul genetic este obișnuit ca un singur aminoacid să ocupe toate cele patru posibilități ale celei de-a treia poziții; de exemplu glicina este codificată de codonii GGU, GGC, GGA și GGG.
Pentru a permite o corespondență unu-la-unu între moleculele de ARNt și codoni, ar fi necesare 61 de molecule de ARNt per celulă. În schimb, celulele conțin mai puțin de 61 de tipuri de ARNt, deoarece baza „incertă” (fenomenul de împerechere oscilantă ) este capabilă să se lege de mulți - nu neapărat toți - codonii care specifică un anumit aminoacid.
Aminoacilare
Aminoacilarea este procesul de adăugare a unei grupări aminoacil la un compus. Aceasta produce molecule de ARNt cu terminalele lor CCA 3 'legate covalent de un aminoacid.
Fiecare ARNt este aminocilat (sau încărcat) cu un aminoacid specific de aminoacil-ARNt sintetază . Există doar o singură aminoacil-ARNt sintetază pentru fiecare aminoacid, în ciuda faptului că poate exista mai mult de un ARNt și mai mult de un anticodon pentru fiecare aminoacid. Recunoașterea ARNt adecvat de către sintetază nu este mediată de anticodon singur și site-ul acceptor joacă adesea un rol important.
Reacţie:
- aminoacid + ATP → aminoacil-AMP + PPi
- aminoacil-AMP + ARNt → aminoacil-ARNt + AMP
Gene care codifică ARNt
Organismele variază în numărul de gene pe care le codifică pentru ARNt. Viermele nematod C. elegans , un organism folosit ca model în studiile genetice , are 19.000 de gene în genomul său nuclear, din care 659 codifică ARNt. În genomul uman, care conform estimărilor din 2013 are în jur de 21.000 de gene, există 497 de gene nucleare care codifică molecule de ARNt citoplasmatic și 324 de pseudogene [3] .
Genele pentru ARNt citoplasmatic pot fi grupate în 49 de familii în funcție de caracteristicile anticodonului lor. Aceste gene se găsesc pe toți cromozomii, cu excepția cromozomilor 22 și Y.
Moleculele de ARNt sunt transcrise (în celulele eucariote) de ARN polimeraza III , spre deosebire de ARN mesager ( ARNm ), care este transcris de ARN polimeraza II .
Notă
- ^(RO) IUPAC Gold Book, "transfer ARN (ARNt)"
- ^(RO) IUPAC Gold Book, "anticodon"
- ^ Secvențierea inițială și analiza genomului uman , la nature.com .
Elemente conexe
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre transferul ARN
linkuri externe
- ( EN ) Lista ARNt-urilor găsite în natură , pe ncbi.nlm.nih.gov .
- (EN) informații suplimentare despre secvența și bazele modificate ale ARNt , pe ncbi.nlm.nih.gov.
- ( RO ) Conformarea ARNt se schimbă după aminoacilare , pe ncbi.nlm.nih.gov .
- (RO) ARNt poate provoca atacuri de cord , pe news.bbc.co.uk.
