Գենետիկական տեղեկատվության ներդրման երկրորդ քայլը սպիտակուցի մոլեկուլի սինթեզն է՝ հիմնված սուրհանդակային ՌՆԹ-ի վրա (թարգմանություն): Այնուամենայնիվ, ի տարբերություն տրանսկրիպցիայի, նուկլեոտիդային հաջորդականությունը չի կարող ուղղակիորեն թարգմանվել ամինաթթվի, քանի որ այդ միացություններն ունեն տարբեր քիմիական բնույթ: Հետևաբար, թարգմանության համար անհրաժեշտ է միջնորդ՝ փոխանցման ՌՆԹ-ի (tRNA) տեսքով, որի գործառույթն է գենետիկ կոդը թարգմանել ամինաթթուների «լեզու»:
Տրանսֆերային ՌՆԹ-ի ընդհանուր բնութագրերը
Տրանսպորտային ՌՆԹ-ները կամ tRNA-ները փոքր մոլեկուլներ են, որոնք ամինաթթուները տեղափոխում են սպիտակուցի սինթեզի վայր (ռիբոսոմներ): Այս տեսակի ռիբոնուկլեինաթթվի քանակը բջջում կազմում է ընդհանուր ՌՆԹ-ի 10%-ը:
Ինչպես ռիբոնուկլեինաթթուների այլ տեսակներ, tRNA-ն բաղկացած է ռիբոնուկլեոզիդ տրիֆոսֆատների շղթայից: Երկարությունընուկլեոտիդային հաջորդականությունն ունի 70-90 միավոր, և մոլեկուլի բաղադրության մոտ 10%-ը բաժին է ընկնում փոքր բաղադրիչներին։
Պայմանավորված է նրանով, որ յուրաքանչյուր ամինաթթու ունի իր սեփական կրիչը tRNA-ի տեսքով, բջիջը սինթեզում է այս մոլեկուլի մեծ թվով սորտեր: Կախված կենդանի օրգանիզմի տեսակից՝ այս ցուցանիշը տատանվում է 80-ից մինչև 100։
tRNA-ի ֆունկցիաները
Տրանսֆերային ՌՆԹ-ն սպիտակուցի սինթեզի սուբստրատի մատակարարն է, որը տեղի է ունենում ռիբոսոմներում: Ե՛վ ամինաթթուների, և՛ կաղապարային հաջորդականության հետ կապվելու եզակի ունակության շնորհիվ tRNA-ն գործում է որպես իմաստային ադապտեր՝ գենետիկական տեղեկատվության ՌՆԹ-ի ձևից սպիտակուցի ձև փոխանցելու գործում: Նման միջնորդի փոխազդեցությունը կոդավորող մատրիցայի հետ, ինչպես տրանսկրիպցիայում, հիմնված է ազոտային հիմքերի փոխլրացման սկզբունքի վրա։
tRNA-ի հիմնական գործառույթն է ընդունել ամինաթթուների միավորները և դրանք տեղափոխել սպիտակուցի սինթեզի ապարատ: Այս տեխնիկական գործընթացի հետևում կանգնած է հսկայական կենսաբանական իմաստ՝ գենետիկ կոդի իրականացում։ Այս գործընթացի իրականացումը հիմնված է հետևյալ հատկանիշների վրա՝
- բոլոր ամինաթթուները կոդավորված են եռակի նուկլեոտիդներով;
- յուրաքանչյուր եռյակի (կամ կոդոնի) համար կա հակակոդոն, որը tRNA-ի մաս է կազմում;
- յուրաքանչյուր tRNA կարող է կապվել միայն որոշակի ամինաթթվի հետ:
Այսպիսով, սպիտակուցի ամինաթթուների հաջորդականությունը որոշվում է նրանով, թե որ tRNA-ները և ինչ կարգով փոխկապակցված են գործընթացի ընթացքում սուրհանդակ ՌՆԹ-ի հետ:հեռարձակումներ. Դա հնարավոր է փոխանցման ՌՆԹ-ում ֆունկցիոնալ կենտրոնների առկայության շնորհիվ, որոնցից մեկը պատասխանատու է ամինաթթվի ընտրովի կցման համար, իսկ մյուսը՝ կոդոնին կապելու համար։ Հետևաբար, tRNA-ի գործառույթներն ու կառուցվածքը սերտորեն փոխկապակցված են:
Տրանսֆերային ՌՆԹ-ի կառուցվածք
TRNA-ն եզակի է նրանով, որ նրա մոլեկուլային կառուցվածքը գծային չէ: Այն ներառում է պարուրաձև երկշղթա հատվածներ, որոնք կոչվում են ցողուններ, և 3 միաշղթա օղակներ։ Ձևով այս կոնֆորմացիան նման է երեքնուկի տերևի։
Հետևյալ ցողունները տարբերվում են tRNA կառուցվածքում.
- ընդունող;
- հակակոդոն;
- դիհիդրոուրիդիլ;
- պսեւդուրիդիլ;
- լրացուցիչ.
Կրկնակի պարուրաձև ցողունները պարունակում են 5-ից 7 Watson-Crickson զույգ: Ընդունող ցողունի վերջում գտնվում է չզույգված նուկլեոտիդների փոքր շղթա, որի 3-հիդրոքսիլը համապատասխան ամինաթթվի մոլեկուլի կցման վայրն է։
MRNA-ի հետ կապի կառուցվածքային շրջանը tRNA օղակներից մեկն է: Այն պարունակում է հակակոդոն, որը լրացնում է զգայական եռյակը սուրհանդակային ՌՆԹ-ում: Հակակոդոնն ու ընդունող վերջն են, որոնք ապահովում են tRNA-ի ադապտերային ֆունկցիան:
Մոլեկուլի երրորդական կառուցվածք
«Երեքնուկը» tRNA-ի երկրորդական կառուցվածքն է, սակայն ծալման պատճառով մոլեկուլը ձեռք է բերում L-աձև կոնֆորմացիա, որը միանում է լրացուցիչ ջրածնային կապերով։
L-ձևը tRNA-ի երրորդական կառուցվածքն է և բաղկացած է երկու գործնականում. A-RNA ուղղահայաց պարույրներ, որոնք ունեն 7 նմ երկարություն և 2 նմ հաստություն: Մոլեկուլի այս ձևն ունի ընդամենը 2 ծայր, որոնցից մեկն ունի հակակոդոն, իսկ մյուսը՝ ընդունող կենտրոն։
ՏՌՆԹ-ի ամինաթթվի հետ կապվելու առանձնահատկությունները
Ամինաթթուների ակտիվացումը (դրանց կցումը փոխանցող ՌՆԹ-ին) իրականացվում է ամինոացիլ-tRNA սինթետազի միջոցով։ Այս ֆերմենտը միաժամանակ կատարում է 2 կարևոր գործառույթ՝
- կատալիզացնում է կովալենտային կապի ձևավորումը ընդունող ցողունի 3`-հիդրօքսիլ խմբի և ամինաթթվի միջև;
- ապահովում է ընտրովի համապատասխանության սկզբունքը:
20 ամինաթթուներից յուրաքանչյուրն ունի իր ամինացիլ-tRNA սինթետազը: Այն կարող է փոխազդել միայն համապատասխան տեսակի տրանսպորտային մոլեկուլի հետ: Սա նշանակում է, որ վերջինիս հակակոդոնը պետք է լրացնի այս կոնկրետ ամինաթթուն կոդավորող եռյակին։ Օրինակ, լեյցինի սինթետազը կկապվի միայն լեյցինի համար նախատեսված tRNA-ին:
Ամինոացիլ-tRNA սինթետազի մոլեկուլում կա նուկլեոտիդ կապող երեք գրպան, որոնց կոնֆորմացիան և լիցքը լրացնում են tRNA-ի համապատասխան հակակոդոնի նուկլեոտիդներին: Այսպիսով, ֆերմենտը որոշում է ցանկալի տրանսպորտային մոլեկուլը: Շատ ավելի հազվադեպ, ընդունող ցողունի նուկլեոտիդային հաջորդականությունը ծառայում է որպես ճանաչման բեկոր:
