Пит.43.Організація тРНК та функціональне значення її ділянок.

Молекули тРНК містять 74-95 (найчастіше 76) нуклеотидів, серед яких зустрічаються неканонічні тимідин, інозин (І), дигідроуридин (D), псевдоуридин (ψ) тощо. У складі молекули формуються комплементарні дволанцюгові стебла та шпильки за єдиною для всіх тРНК схемою, що нагадує лист конюшини. Кінцеві фрагменти ланцюга об'єднуються у дволанцюгове стебло, причому чотири нуклеотиди на 3'-кінці залишаються неспареними. 3'-Кінцевий триплет ССА є стандартним для всіх тРНК, до рибози кінцевого аденозину ковалентно приєднується амінокислота: відповідно, стебло називають акцепторним. 5'-Кінцева частина акцепторного стебла переходить у шпильку з петлею, яка часто містить дигідроуридин D-стебло і D-петля. У деяких тРНК D-петля може містити на один нуклеотид менше або на одинñ три нуклеотиди більше відносно типового розміру петлі. D-стебло переходить у стебло з петлею, у складі якої розташований антикодоновий триплет, антикодонове стебло / антикодонова петля. За антикодоновим стеблом розташована варіабельна петля (V-петля). За розміром V-петлі всі тРНК можна поділити на два структурні класи: до першого належить більшість тРНК із короткою петлею (3-5 нуклеотидів), до другого кілька тРНК із довгою петлею. Нумерація нуклеотидів є стандартною, додаткові нуклеотиди D- та V-петлі, якщо вони присутні, нумерують окремо. За варіабельною петлею міститься Тψ С-стебло з петлею, яке переходить у 3'-кінцеву частину акцепторного стебла. тРНК конкретного типу, котра відповідає певній амінокислоті, позначають індексом, наприклад, тРНКAla. Якщо в молекулі тРНК є амінокислота, то таку аміноацильовану тРНК позначають як Ala-тРНКAla. Загальне позначення для аміноацильованих тРНК аа-тРНК. Еукаріотичні гени тРНК транскрибуються РНК-полімеразою ІІІ. Продуктом транскрипції генів є довші молекулипопередники, деякі містять інтрон у межах майбутньої антикодонової петлі. Процесинг цих попередників з утворенням зрілих тРНК полягає у відщепленні певними нуклеазами зайвих фрагментів на кінцях, сплайсингу інтрона, приєднанні до 3'-кінця стандартного триплету ССА, хімічній модифікації певних азотистих основ. Прокаріотичні гени тРНК або транскрибуються окремо, або є частинами оперонів, і в цьому випадку первинний транскрипт містить кілька майбутніх молекул тРНК. Крім того, деякі прокаріотичні гени тРНК знаходяться у складі оперона генів рибосомної РНК. В усіх випадках тРНК вирізаються з попередників нуклеазами, після чого піддаються хімічним модифікаціям. Одна з нуклеаз, котра бере участь у процесингу тРНК у про- та еукаріотів, РНКаза Р ñ варта особливої уваги. Фермент складається з двох субодиниць, одна з яких є білковою, а друга ñ молекулою РНК зі складною просторовою структурою. Саме ця РНК-субодиниця має каталітичну активність, тобто РНКаза Р рибозим. Схема листа конюшини не дає уяви щодо просторової структури тРНК. Насправді акцепторне та Тψ С-стебло, переходячи одне в одне, утворюють єдину майже пряму подвійну спіраль, під приблизно прямим кутом до якої розташована друга подвійна спіраль, сформована D- і антикодоновим стеблом. Тψ С- і D-петлі при цьому наближаються одна до одної, між ними реалізується комплементарне спарювання основ. У результаті молекула тРНК має Г-подібну форму з двома плечами різної довжини: на кінці одного плеча акцептується амінокислота, на кінці іншого розташований антикодон.У складі дволанцюгових спіральних зон тРНК міститься ~55 % нуклеотидів, але ~90 % основ залучено до стекінг-взаємодій. Отже, молекула характеризується високою впорядкованістю, жорсткістю своєї структури. Це стосується також і петель, серед яких лише антикодонова петля не залучена до взаємодій з іншими елементами. Але п'ять основ петлі утворюють досить жорстку стопку. Додатково структура тРНК стабілізується іонами Mg2+, тільки у присутності яких молекула є функціонально активною. Загальна кількість типів тРНК, які обслуговують процес білкового синтезу, є близькою до 40. Оскільки типів тРНК більше, ніж амінокислот, одній амінокислоті може відповідати кілька тРНК ñ такі тРНК називають ізоакцепторними. Серед них є такі, що містять різні антикодони, гетерокодонові. Є також гомокодонові тРНК, які можуть бути продуктами різних генів, а можуть бути продуктами одного гена, розрізняючись модифікаціями основ. Оскільки типів тРНК менше, ніж кодонів, одна тРНК здатна впізнавати кілька синонімічних кодонів, що забезпечується неоднозначністю спарювання між першою позицією антикодона і третьою кодона. А саме, U і G здатні впізнавати по два нуклеотиди у третій позиції кодона, I упізнає три нуклеотиди.