Pārnest RNS

Pārnest RNS ir īsas ķēdes RNS, kas sastāv no 70 līdz 95 nukleobāzēm un divdimensiju skatījumā tai ir āboliņiem līdzīga struktūra ar 3 līdz 4 cilpām.

Katrā no 20 zināmajām olbaltumvielām ar aminoskābēm ir vismaz viena RNS, kas pārņem “savu” aminoskābi no citozīta un padara to pieejamu olbaltumvielu biosintēzei endoplazmas retikulāra ribosomā.

Kas ir Transfer RNS?

Pārnešanas RNS, starptautiski pazīstams kā tRNS saīsināti, sastāv no aptuveni 75 līdz 95 nukleobāzēm un divdimensiju plāna skatījumā atgādina āboliņiem līdzīgu struktūru ar trim nemaināmām un vienu mainīgu cilpu un aminoskābju akceptoru kātu.

Trīsdimensiju terciārajā struktūrā tRNS molekula ir vairāk kā L forma, ar īso kāju, kas atbilst akceptora stumbram, un garo kāju - pret antikodona cilpu. Papildus četriem nemainītajiem nukleozīdiem adenozīnam, uridīnam, citidīnam un guanosīnam, kas arī veido DNS un RNS pamata celtniecības blokus, daļa tRNS sastāv no kopumā sešiem modificētiem nukleozīdiem, kas neietilpst DNS un RNS. Papildu nukleozīdi ir dihidrouridīns, inozīns, tiouridīns, pseudouridīns, N4-acetilctidīns un ribotimidīns.

Katrā tRNS filiālē konjugējošās nukleobāzes veidojas ar divkāršām sekcijām, kas ir analogas DNS. Katra tRNS var uzņemt tikai noteiktas no 20 zināmām olbaltumvielām ar aminoskābēm un transportēt to uz aptuvenu endoplazmas retikulumu biosintēzes nolūkā un padarīt to pieejamu tur. Attiecīgi katrai olbaltumvielu aminoskābei jābūt pieejamai vismaz vienai specializētai pārnešanas RNS. Patiesībā noteiktām aminoskābēm ir pieejama vairāk nekā viena tRNS.

Funkcija, efekts un uzdevumi

Pārnešanas RNS galvenais uzdevums ir ļaut specifiskai proteinogēnai aminoskābei no citozīta piestāt pie tās aminoskābju akceptora, pārvadāt to uz endoplazmatisko retikulumu un ar peptida saites palīdzību to piestiprināt aminoskābes karboksigrupai, kura tika noglabāta pēdējā vietā, lai veidotos proteīns pagarināts par vienu aminoskābi.

Tad nākamā tRNS ir atkal gatava, lai atbilstoši kodēšanai saglabātu “pareizo” aminoskābi. Procesi notiek ar lielu ātrumu. Eikariotos, ieskaitot cilvēka šūnas, polipeptīdu ķēdes olbaltumvielu sintēzes laikā pagarinās par aptuveni 2 aminoskābēm sekundē. Vidējais kļūdu līmenis ir aptuveni viena aminoskābe uz tūkstoš. Tas nozīmē, ka aptuveni katra tūkstošā aminoskābe olbaltumvielu sintēzes laikā tika sakārtota nepareizi. Acīmredzot evolūcijas gaitā šis kļūdu līmenis ir izlīdzinājies kā labākais kompromiss starp nepieciešamajiem enerģijas izdevumiem un iespējamo negatīvo kļūdu sekām.

Olbaltumvielu sintēzes process notiek gandrīz visās šūnās augšanas laikā un, lai atbalstītu pārējo metabolismu. TRNS var izpildīt savu svarīgo uzdevumu un funkciju, atlasot un transportējot noteiktas aminoskābes, tikai tad, ja mRNS (Messenger RNS) ir izgatavojuši atbilstošo DNS gēnu segmentu kopijas. Katru aminoskābi pamatā kodē trīs kodolu - kodona vai tripleta - secība, tā, ka četras iespējamās nukleozās bāzes aritmētiski 4 pret 3 jaudu ir vienādas ar 64 iespējām. Tomēr, tā kā ir tikai 20 olbaltumvielu aminoskābes, dažus tripletus var izmantot kontrolei kā sākuma vai beigu kodonus. Arī dažas aminoskābes kodē vairāki dažādi tripleti.

Tam ir priekšrocība, ka tiek panākta noteikta kļūdu tolerance pret punktu mutācijām, vai nu tāpēc, ka nepareiza kodona secība kodē to pašu aminoskābi, vai arī tāpēc, ka proteīnā ir iestrādāta aminoskābe ar līdzīgām īpašībām, tāpēc, ka daudzos gadījumos sintezētajā proteīnā galu galā nav kļūdu vai tā funkcionalitāte ir tikai nedaudz ierobežota.

Izglītība, sastopamība, īpašības un optimālās vērtības

Pārnešanas RNS ir gandrīz visās šūnās dažādos daudzumos un dažādās kompozīcijās. Tie ir kodēti tāpat kā citi proteīni. Par atsevišķu tRNS rasējumiem ir atbildīgi dažādi gēni. Atbildīgie gēni tiek kodēti šūnas kodolā karioplazmā, kur tiek sintezēti arī tā sauktie prekursori vai pre-tRNS, pirms tie tiek transportēti caur kodola membrānu citosolā.

Tikai šūnas citosolā atrodas pre-tRNS, izdalot tā sauktos intronus, bāzes sekvences, kurām nav funkciju uz gēniem un kuras tiek pārnestas tikai kopā, bet tik un tā tiek transkribētas. Pēc turpmākiem aktivizēšanas posmiem tRNS ir pieejams noteiktas aminoskābes transportēšanai. Mitohondrijiem ir īpaša loma, jo viņiem ir sava RNS, kurā ir arī gēni, kas ģenētiski nosaka tRNS savām vajadzībām. Mitohondriju tRNS tiek sintezētas intramitohondriāli.

Tā kā dažādu pārneses RNS ir gandrīz vispārēji iesaistītas olbaltumvielu sintēzē un to ātras pārvēršanas dēļ nevar dot optimālas koncentrācijas vērtības vai atsauces vērtības ar augšējo un apakšējo robežu. TRNS funkcionēšanai ir svarīga atbilstošo aminoskābju pieejamība citosolā un citos fermentos, kas spēj aktivizēt tRNS.

Slimības un traucējumi

Lielākās pārnešanas RNS funkcijas traucējumu briesmas ir aminoskābju piegādes trūkums, it īpaši neaizstājamo aminoskābju trūkums, ko organisms nespēj kompensēt ar citām aminoskābēm vai ar citām vielām.

Runājot par reāliem traucējumiem tRNS funkcionēšanā, vislielākās briesmas ir gēnu mutācijām, kuras noteiktos punktos iejaucas pārvietojošās RNS apstrādē un sliktākajā gadījumā noved pie atbilstošās tRNS molekulas funkcionālās mazspējas. Par piemēru kalpo talasēmija, anēmija, kas tiek piedēvēta gēna mutācijai 1. intronā. Gēna gēna mutācija, kas kodē 2. intronu, arī noved pie tā paša simptoma. Tā rezultātā eritrocītos ir ļoti ierobežota hemoglobīna sintēze, tāpēc rodas nepietiekama skābekļa padeve.