Transferna RNA je RNA s kratko verigo, sestavljena iz 70 do 95 nukleinskih baze in ima deteljico podobno strukturo s 3 do 4 zankami v dvodimenzionalnem pogledu. Za vsakega od 20 znanih proteinogenih aminokisline, obstaja vsaj 1 prenosna RNA, ki lahko prevzame "svojo" aminokislino iz citosola in jo da na voljo za biosintezo beljakovin v ribosomu endoplazemskega retikuluma.
Kaj je prenosna RNA?
Transferna RNA, mednarodno okrajšana kot tRNA, je sestavljena iz približno 75 do 95 nukleinskih baze in v dvodimenzionalnem tlorisu je podoben strukturi, podobni deteljici, s tremi nespremenljivimi zankami in eno spremenljivo zanko ter sprejemnikom aminokislin. V tridimenzionalni terciarni strukturi je molekula tRNA bolj podobna L-obliki, s kratko noga ki ustreza akceptorskemu steblu in dolgi krak, ki ustreza antikodonski zanki. Poleg štirih nespremenjenih nukleozidov adenozin, uridin, citidin in gvanozin, ki tvorijo tudi osnovne gradnike DNA in RNA, del tRNA je sestavljen iz skupno šestih spremenjenih nukleozidov, ki niso del DNA in RNA. Dodatni nukleozidi so dihidrouridin, inozin, tiouridin, psevdouridin, N4-acetilcitidin in ribotimidin. V vsaki veji tRNA konjugira nukleinske baze oblika z dvoverižnimi segmenti, analognimi DNA. Vsaka tRNA lahko prevzame in prenese samo določeno od 20 znanih proteinogenih aminokisline do grobega endoplazemskega retikuluma za biosintezo. Tako mora biti za vsako proteinogeno aminokislino na voljo vsaj ena specializirana prenosna RNA. V resnici je na voljo več kot ena tRNA aminokisline.
Funkcija, delovanje in vloge
Glavna naloga prenosne RNA je omogočiti, da se določena proteinogena aminokislina iz citosola priklopi na njegov sprejemnik aminokislin, da se transportira v endoplazemski retikulum in tam veže na karboksi skupino zadnje aminokisline, pritrjene preko peptidna vez, tako da se nastajajoči protein podaljša za eno aminokislino. Naslednja tRNA je nato pripravljena za pritrditev "pravilne" aminokisline v skladu s kodiranjem. Procesi potekajo z veliko hitrostjo. V evkariontih, torej tudi človeških celicah, se polipeptidne verige podaljšajo za približno 2 amino kisline na sekundo med sintezo beljakovin. Povprečna stopnja napake je približno ena aminokislina na tisoč. To pomeni, da je bila med sintezo beljakovin približno vsaka tisočinka aminokisline nepravilno razvrščena. Očitno je, da se je v času evolucije ta stopnja napak ustalila kot najboljši kompromis med potrebno porabo energije in možnimi negativnimi učinki napak. Proces sinteze beljakovin se med rastjo pojavi v skoraj vseh celicah in podpira druge presnovne funkcije. TRNA lahko opravlja samo svojo pomembno nalogo in funkcijo izbire in prenosa določenih amino kisline če je mRNA (messenger RNA) naredila kopije ustrezne gen segmente DNK. Vsaka aminokislina je v bistvu kodirana z zaporedjem treh nukleinskih baz, kodona ali tripleta, tako da je s štirimi možnimi nukleinskimi bazami 4 v moči 3 enaka 64 možnosti aritmetično. Ker pa obstaja samo 20 proteinogenih amino kisline, nekatere trojčke lahko uporabimo za nadzor kot začetne ali končne kodone. Nekatere aminokisline kodira tudi več različnih trojčkov. To ima prednost, da zagotavlja določeno stopnjo odpornosti na napake točkovnih mutacij bodisi zato, ker napačno zaporedje kodona kodira isto aminokislino ali ker je aminokislina s podobnimi lastnostmi vključena v beljakovine, tako da je v mnogih primerih sintetizirani protein je na koncu brezhiben ali pa je njegova funkcionalnost le nekoliko omejena.
Nastanek, pojav, lastnosti in optimalne vrednosti
Prenosne RNA so prisotne v skoraj vseh celicah v različnih količinah in sestavi. Kodirani so kot drugi beljakovin. Za načrte posameznih tRNA so odgovorni različni geni. Odgovorni geni se prepišejo v jedru v karioplazmi, kjer se sintetizirajo tudi tako imenovani prekurzorji ali pre-tRNA, preden se prepeljejo skozi jedrsko membrano v citosol. spajanje tako imenovanih intronov, baznih zaporedij, ki nimajo nobene funkcije na genih in se le vlečejo, a se kljub temu prepisujejo. Po nadaljnjih korakih aktivacije je tRNA na voljo za transport določene aminokisline. mitohondriji imajo posebno vlogo, ker imajo svojo RNA, ki vsebuje tudi gene, ki gensko določajo tRNA za lastne potrebe. Mitohondrijske tRNA se sintetizirajo intramitohondrijsko. Zaradi skoraj splošne vpletenosti različnih prenosnih RNA v sintezo beljakovin in zaradi njihovih hitrih pretvorb ni optimalne koncentracija podate lahko vrednosti ali referenčne vrednosti z zgornjo in spodnjo mejo. Za delovanje tRNA je pomembna razpoložljivost ustreznih aminokislin v citozolu in drugih encimi sposoben aktivirati tRNA.
Bolezni in motnje
Glavne grožnje za prenos disfunkcije RNA so pomanjkanje aminokislin, zlasti pomanjkanje aminokislin esencialne aminokisline da telo ne more nadomestiti z drugimi aminokislinami ali drugimi snovmi. Glede resničnih motenj v delovanju tRNA je največja nevarnost gen mutacije, ki posegajo na določenih točkah pri obdelavi prenosne RNA in v najslabšem primeru vodi do izgube funkcije ustrezne molekule tRNA. Talasemija, anemija pripisano a gen mutacija v intronu 1, služi kot primer. Do istega simptoma vodi tudi genska mutacija gena, ki kodira intron 2. Posledično je prizadet hemoglobina sinteza v eritrocitov, kar ima za posledico neustrezno kisik oskrbe.
