Transfer RNA

Itu Transfer RNA adalah RNA rantai pendek, yang terdiri dari 70 hingga 95 nukleobasa dan, dalam tampilan dua dimensi, memiliki struktur seperti semanggi dengan 3 hingga 4 loop.

Untuk masing-masing dari 20 asam amino proteinogenik yang diketahui, setidaknya ada 1 RNA transfer yang dapat mengambil asam amino “nya” dari sitosol dan membuatnya tersedia untuk biosintesis protein pada ribosom retikulum endoplasma.

Apa itu Transfer RNA?

Transfer RNA, secara internasional dikenal sebagai tRNA disingkat, terdiri dari kira-kira 75 hingga 95 nukleobasa dan, dalam tampilan denah dua dimensi, mengingatkan pada struktur seperti daun semanggi dengan tiga lingkaran yang tidak dapat diubah dan satu variabel serta batang akseptor asam amino.

Dalam struktur tersier tiga dimensi, molekul tRNA lebih menyerupai bentuk-L, dengan kaki pendek bersesuaian dengan batang akseptor dan kaki panjang ke simpul antikodon. Selain empat nukleosida yang tidak berubah yaitu adenosin, uridin, sitidin, dan guanosin, yang juga membentuk blok pembangun dasar DNA dan RNA, bagian tRNA terdiri dari total enam nukleosida termodifikasi yang bukan merupakan bagian dari DNA dan RNA. Nukleosida tambahan adalah dihidrouridin, inosin, tiouridin, pseudouridin, N4-asetilsitidin, dan ribotimidin.

Di setiap cabang tRNA, nukleobasa konjugasi terbentuk dengan bagian untai ganda yang dianalogikan dengan DNA. Setiap tRNA hanya dapat mengambil 20 asam amino proteinogenik tertentu yang diketahui dan memindahkannya ke retikulum endoplasma kasar untuk biosintesis dan membuatnya tersedia di sana. Dengan demikian, setidaknya satu RNA transfer khusus harus tersedia untuk setiap asam amino proteinogenik. Pada kenyataannya, lebih dari satu tRNA tersedia untuk asam amino tertentu.

Fungsi, efek & tugas

Tugas utama RNA transfer adalah membiarkan asam amino proteinogenik spesifik dari sitosol menempel pada akseptor asam aminonya, untuk mengangkutnya ke retikulum endoplasma dan menempelkannya di sana melalui ikatan peptida ke gugus karboksi asam amino yang disimpan terakhir, sehingga protein yang terbentuk. diperpanjang oleh satu asam amino.

TRNA berikutnya kemudian siap lagi untuk menyimpan asam amino yang “benar” menurut pengkodeannya. Proses berjalan dengan kecepatan tinggi. Pada eukariota, termasuk sel manusia, rantai polipeptida memanjang sekitar 2 asam amino per detik selama sintesis protein. Tingkat kesalahan rata-rata adalah sekitar satu asam amino per seribu. Ini berarti bahwa kira-kira setiap seribu asam amino tidak diurutkan dengan benar selama sintesis protein. Jelas, dalam perjalanan evolusi, tingkat kesalahan ini telah mendatar sebagai kompromi terbaik antara pengeluaran energi yang diperlukan dan kemungkinan efek kesalahan negatif.

Proses sintesis protein berlangsung di hampir semua sel selama pertumbuhan dan untuk mendukung sisa metabolisme. TRNA hanya dapat memenuhi tugas dan fungsinya yang penting untuk memilih dan mengangkut asam amino tertentu jika mRNA (messenger RNA) telah membuat salinan dari segmen gen DNA yang sesuai. Setiap asam amino pada dasarnya dikodekan oleh urutan tiga basa nukleat, kodon atau triplet, sehingga empat kemungkinan basa nukleat secara matematis 4 pangkat 3 sama dengan 64 kemungkinan. Namun, karena hanya ada 20 asam amino proteinogenik, beberapa triplet dapat digunakan untuk kontrol sebagai kodon awal atau akhir. Juga, beberapa asam amino dikodekan oleh beberapa triplet berbeda.

Ini memiliki keuntungan bahwa toleransi kesalahan tertentu terhadap mutasi titik tercapai karena urutan kodon yang salah kebetulan menyandi asam amino yang sama atau karena asam amino dengan sifat serupa dimasukkan ke dalam protein, sehingga dalam banyak kasus protein yang disintesis pada akhirnya bebas dari kesalahan atau fungsinya hanya sedikit terbatas.

Pendidikan, kejadian, properti & nilai optimal

Transfer RNA hadir di hampir semua sel dalam jumlah dan komposisi yang berbeda. Mereka dikodekan seperti protein lain. Gen yang berbeda bertanggung jawab atas cetak biru masing-masing tRNA. Gen yang bertanggung jawab ditranskripsi dalam inti sel di caryoplasma, di mana yang disebut prekursor atau pra-tRNA juga disintesis sebelum diangkut melalui membran inti ke dalam sitosol.

Hanya di dalam sitosol sel terdapat pra-tRNA, dengan menyambungkan apa yang disebut intron, urutan basa yang tidak memiliki fungsi pada gen dan hanya dibawa, tetapi tetap ditranskripsikan. Setelah langkah aktivasi lebih lanjut, tRNA tersedia untuk pengangkutan asam amino tertentu. Mitokondria memainkan peran khusus karena mereka memiliki RNA sendiri, yang juga mengandung gen yang secara genetik menentukan tRNA untuk kebutuhannya sendiri. TRNA mitokondria disintesis secara intramitokondria.

Karena partisipasi hampir universal dari transfer RNA yang berbeda dalam sintesis protein dan karena konversinya yang cepat, tidak ada nilai konsentrasi optimal atau nilai referensi dengan batas atas dan bawah yang dapat diberikan. Ketersediaan asam amino yang sesuai dalam sitosol dan enzim lain yang mampu mengaktifkan tRNA penting untuk fungsi tRNA.

Penyakit & Gangguan

Bahaya terbesar bagi terganggunya fungsi transfer RNA terletak pada kurangnya suplai asam amino, terutama kekurangan asam amino esensial, yang tidak dapat dikompensasikan oleh tubuh dengan asam amino lain atau dengan zat lain.

Berkenaan dengan gangguan nyata dalam fungsi tRNA, bahaya terbesar terletak pada mutasi gen, yang mengintervensi pada titik-titik tertentu dalam pemrosesan RNA transfer dan, dalam kasus terburuk, menyebabkan kegagalan fungsional molekul tRNA yang sesuai. Thalassemia, anemia yang ditelusuri kembali ke mutasi gen di intron 1, berfungsi sebagai contoh. Mutasi gen pada gen yang mengkode intron 2 juga mengarah pada gejala yang sama. Akibatnya, sintesis hemoglobin sangat terbatas pada eritrosit, sehingga terjadi suplai oksigen yang tidak memadai.