Expressão genetica
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Expressão genetica refere-se a todos os processos envolvidos na conversãogenéticoinformação de umGOTAseqüência para fazer essa proteína. Em procariotos, existem apenas dois processos necessários: transcrição e tradução. Em eucariotos, há uma etapa adicional,RNAprocessamento (splicing), que intervém.
Conteúdo
Transcrição
A síntese de uma molécula de RNA de fita simples usando DNA como molde é chamada de transcrição. Oenzimaque catalisa essa reação é conhecido como RNA polimerase. Embora a estrutura da subunidade e os detalhes do processo difiram significativamente em procariotos e eucariotos, a reação química é idêntica.
Transcrição procariótica
RNA polimerase procarióticaIniciação
As RNA polimerases bacterianas são compostas por múltiplas subunidades. A enzima central consiste em 2 subunidades α, β e β ′. Esta enzima contém a atividade catalítica para a síntese de RNA. A associação da enzima central com a subunidade σ é necessária para o início da transcrição. Este complexo é conhecido como holoenzima. A holoenzima se liga ao DNA de forma não específica e faz a varredura em busca de uma sequência promotora. Em E. coli, o tipo mais comum de promotor contém duas sequências conservadas centradas em -10 e -35. A subunidade σ interage especificamente com essas sequências no DNA de fita dupla, posicionando o sítio ativo em +1 (local de início da transcrição). Este complexo é conhecido como complexo fechado.
O segundo passo na iniciação da transcrição envolve o desenrolamento do DNA entre a região -10 e o local de início da transcrição. Isso é conhecido como complexo aberto.
Síntese de RNA
Término da transcrição procarióticaAlongamento
Os primeiros dois rNTPs complementares ao DNA ligam-se ao sítio ativo da RNA polimerase e a primeira ligação fosfodiéster é formada. A síntese está sempre na direção 5 'para 3' e envolve o ataque nucleófico pelo 3'OH no fosfato 5 'com a liberação de pirofosfato. Após a adição de aproximadamente 8-10 ribonucleotídeos, o fator σ é liberado e a enzima do núcleo da RNA polimerase se afasta do promotor, sintetizando o RNA à medida que avança.
Terminação
A transcrição continua até que um sinal de encerramento seja alcançado. O modelo atual é que o RNA se dissocia do híbrido DNA - RNA para formar uma estrutura haste-alça. Os pares de bases restantes AU não são fortes o suficiente para manter o RNA hibridizado com o DNA. A dissociação do RNA desestabiliza a RNA polimerases e a transcrição termina.
Transcrição eucariótica
Polimerase EucarióticaAs características básicas da síntese de RNA são compartilhadas entre procariotos e eucariotos; no entanto, a transcrição em eucariotos difere por ser significativamente mais complexa. Em primeiro lugar, em vez de ter uma única RNA polimerase, os eucariotos têm três RNA polimerases diferentes, cada uma das quais transcreve um conjunto diferente de genes. A RNA polimerase I transcreve três tipos de rRNA (as espécies 18S, 5.8S e 28S), a RNA polimerase II transcreve o mRNA e a RNA polimerase III transcreve o tRNA e o menor rRNA (as espécies 5S). As RNA polimerases eucarióticas consistem de oito a catorze subunidades, com duas delas correspondendo às subunidades β e β ′ das RNA polimerases procarióticas.
Todas as três polimerases eucarióticas têm algumhomologiaà polimerase central de E. coli (α2ββ ′), mas também contêm subunidades adicionais não encontradas em procariotos. No total, aproximadamente 12-17 subunidades (varia com a espécie) são necessárias para a atividade in vivo, tornando as polimerases eucarióticas muito mais complexas do que as polimerases procarióticas.
Polimerase eucariótica II (PolII)RNA polimerase II
Perto da extremidade carboxi da maior subunidade de Pol II, uma região única é encontrada (CTD, domínio do terminal carboxi). Esta região contém um trecho de 7 aminoácidos que é repetido entre 26 e 52 vezes (diferenças no número de repetições ocorrem de uma maneira específica da espécie). Durante o início da transcrição, vários aminoácidos na repetição tornam-se fosforilados.
Transcrição de DNA com PolIIPromotores
Um promotor eucariótico típico está localizado de aproximadamente -40 a +50 em relação ao local de início (+1). Isso é conhecido como um “promotor central”, com locais regulatórios adicionais localizados nas proximidades ou a uma grande distância (intensificadores e silenciadores). Dentro do promotor do núcleo, várias sequências conservadas foram identificadas. O mais proeminente (embora não seja encontrado em todos os promotores) é o motivo TATA (5'-TATAAA-3 ') ou caixa TATÁ (caixa Goldberg-Hogness). Localizada em aproximadamente -30, esta sequência altamente conservada é fácil de identificar. No entanto, alguns promotores não têm a caixa TATÁ e, através da análise destes promotores, foram encontradas outras sequências menos conservadas. O Once está localizado em torno de +1 e é chamado de elemento iniciador (Inr).
Embora Pol II seja muito grande e complexo, não é capaz de reconhecer sequências promotoras específicas por conta própria nem catalisar todas as etapas necessárias para o início da transcrição. Requer a ajuda de vários fatores conhecidos como fatores gerais de transcrição (GTFs). Os fatores exigidos na maioria dos promotores são TFIIA, TFIID, TFIIE, TFIIF e TFIIH.
HoloenzimaHoloenzima
TFIIE, TFIIF e TFIIH se associam com a RNA polimerase II e outro complexo de proteínas (o mediador) para formar uma holoenzima. TFIIA e TFIIB às vezes são encontrados junto com a holoenzima, e em outros experimentos eles parecem se ligar independentemente. Em qualquer caso, a holoenzima é incapaz de reconhecer as sequências do promotor e depende da ligação de TFIID na caixa TATA. TFIIA e TFIIB ligam-se ao DNA adjacente à caixa TATA e também interagem com TFIID.
TFIID
O TFIID é composto por um único polipeptídeo conhecido como a proteína de ligação TATA ou TBP, mais aproximadamente 14 polipeptídeos adicionais conhecidos como Fatores associados a TBP ou TAFIIs. TBP liga-se especificamente à caixa TATÁ, causando uma curva acentuada no DNA. É essa ligação do TBP com seus fatores associados que inicia a montagem dos GTFs restantes e da holoenzima no promotor.
TFIIE e TFIIH
Após a ligação da maquinaria de transcrição geral ao promotor, TFIIE e TFIIH auxiliam Pol II a desenrolar o DNA no local de início da transcrição. Uma das subunidades de TFIIH é uma helicase responsável pelo desenrolamento e TFIIE se liga e estabiliza o DNA de fita simples.
Outra subunidade de TFIIH contém uma atividade quinase responsável pela fosforilação da região CTD de Pol II. Embora essa atividade possa ser influenciada por muitos fatores, em sistemas simples acredita-se que esteja correlacionada com o início da transcrição e com o movimento da RNA polimerase para longe do promotor.
Resumo da transcrição
Embora a transcrição eucariótica seja muito mais complexa do que a transcrição procariótica, a iniciação envolve as mesmas etapas básicas em ambos:
- Reconhecimento do promotor
- Desenrolando DNA em torno de +1
- Síntese dos primeiros polinucleotídeos
- Liberação de polimerase do promotor
Em procariontes, a terminação ocorre em locais discretos e a tradução pode começar antes mesmo do término da transcrição. Em eucariotos, a transcrição continua além do local onde ocorre a adição de poli-A e, em seguida, termina aleatoriamente (frequentemente 500 bases ou mais a jusante). O processamento e o splicing do RNA são concluídos no núcleo antes de serem transportados para o citoplasma para tradução.
Tradução
mRNA
O mRNA não é um jogador passivo na tradução. É um ácido nucléico e, como tal, contém informações digitais que podem direcionar o mRNA para diferentes partes da célula e tem uma estrutura secundária e terciária que pode atrair a atenção de proteínas reguladoras.
Em eucariotos, mesmo antes de o mRNA deixar o núcleo, ele é amplamente modificado a partir do pré-mRNA que foi sintetizado pela RNA polimerase. O mRNA é limitado em sua extremidade 5 'e complexado para captar proteínas de ligação. É spliced por partículas U, que marcam o mRNA e os lariats spliced com diferentes hnRNPs: proteínas ricas em SR ligam exons e hnRNPs ligados a lariats excisados os empacotam e os marcam para destruição. A cauda 3 'do mRNA tem uma cauda poli-A adicionada, que é ligada por PABP. Tudo isso deve ocorrer antes que os fatores de exportação se vinculem, e todos esses itens são necessários para a exportação adequada do núcleo.
O RNA pronto para exportação é na verdade uma ribonucleoproteína, com muitas proteínas e RNPs associadas.O mRNA pode ser direcionado para locais específicos no citoplasma: as sequências de direcionamento são encontradas na 3 ′ UTR (região não traduzida).
O 5 ′ UTR contém o local de ligação ao ribossomo. O 3 ′ UTR contém sequências de direcionamento de mRNA.O direcionamento é essencial para a função da proteína: as células nervosas no hipotálamo (que secretam hormônios de seus dendritos) direcionam seus mRNAs. O mRNA da vasopressina é direcionado aos dendritos por uma sequência de 400 nucleotídeos na 3 'UTR. Parece que o PABP, ligado a esta região, se liga aos motores do citoesqueleto. Outros mRNAs também são direcionados: a proteína quinase II dependente de calmodulina tem um elemento 'Y' mais curto (abaixo), ligado por TB-RBP (proteína de ligação de RNA testículo-cérebro).
5 ′ --- AGOSTO --- UAG --- AGAAGCCCTATGCT --- AAAA --- 3 ′
O citoplasma contém RNAses e o RNA é, em qualquer caso, inerentemente instável à hidrólise. No entanto, diferentes mRNAs têm diferentes estabilidades: o mRNA da β-globina em eritrócitos jovens é muito estável; enquanto que o mRNA do fator de crescimento tem vida muito curta (t½ = 30 min). O comprimento da cauda poli-A regula a meia-vida: ela é lentamente aparada como um fusível de tempo por uma enzima conhecida como DAN. Alguns mRNAs selecionados têm poli-A adicionado novamente (especialmente em oócitos).
O mRNA da histona possui uma haste protetora em vez de uma cauda poli-A.O mRNA da histona é incomum por não ter uma cauda poli-A e ter uma meia-vida muito mais curta (cerca de 1 hora) do que a maioria dos mRNAs poli-A. Em vez de ter uma cauda poli-A, o mRNA da histona tem uma estrutura de haste-alça protetora em sua extremidade 3 '. O mRNA da histona é rapidamente degradado no final da fase S (sua meia-vida cai para apenas 12 minutos).
Alguns mRNAs também são regulados por endonucleases que cortam a cauda no atacado. Isso é visto na regulação dos mRNAs do metabolismo do ferro:
O metabolismo do ferro é regulado ao nível da estabilidade do mRNA.- A ferritina sequestra o ferro.
- A transferrina transporta o ferro para a célula.
- A aconitase citosólica se liga a:
- Ferritina mRNA - bloqueia a ligação dos ribossomos, cobrindo o RBS;
- MRNA da transferrina - bloqueia o local de ação dessas endonucleases.
Tradução
A transcrição é 'fácil': DNA e RNA são 'dialetos' diferentes da mesma língua. A tradução é mais 'difícil': requer um livro de códigos (o código genético) que converte a linguagem nucleica na das proteínas.
A transcrição lê o molde da fita de DNA 3 ′ → 5 ′. A RNA polimerase sintetiza mRNA 5 ′ → 3 ′. A tradução lê o mRNA 5 ′ → 3 ′. O ribossomo sintetiza a proteína NH3 + → COO−. Deve ser óbvio, mas observe que o promotor não é a mesma coisa que o códon de início; nem é o terminador da RNA polimerase o códon de parada. Geralmente existem regiões não traduzidas (UTRs) em ambas as extremidades de um transcrito de RNA, mesmo em bactérias.
A tradução requer a cooperação de:
mRNA, tRNA (e aminoacil tRNA sintetases), rRNA, fatores de iniciação, alongamento e terminação. A tradução tem uma taxa de erro baixa: 10−4 para aminoácidos e uma velocidade de cerca de 3 aminoácidos −1 (eucariotos) a 20 aminoácidos s − 1 (procariotos). Esses parâmetros são muito semelhantes (se medidos por nucleotídeo) à transcrição. A tradução ocorre no ribossomo.
Os ribossomos consistem em duas subunidades: uma maior (a LSU) e uma subunidade menor (a SSU). Ambas as subunidades contêm RNA (a maior contém dois ou três, a menor apenas um) e um grande número de proteínas (que são principalmente estruturais). A subunidade grande contém o sítio ativo para a formação da ligação peptídica, que é uma ribozima (RNA cataliticamente ativo) chamada peptidil transferase.
peptidil transferaseA pequena subunidade se liga inicialmente ao mRNA como uma trava e também se liga aos tRNAs nos locais A (minoacil), P (eptidil) e E (xit). Ele controla o fluxo de informações, enquanto a subunidade grande controla a química. Ambos ajudam a formar o sulco no qual o mRNA se liga. Os sítios E, P e A são formados por ambas as subunidades ribossomais: os tRNAs interagem com o mRNA nos sítios SSU P e A, enquanto a síntese da proteína ocorre nos sítios P e A da LSU.
Como a transcrição, a tradução pode ser dividida nos processos de iniciação, alongamento e término. Cada etapa requer a ação de vários fatores protéicos, RNAs e GTP. Também requer a parte 'esquecida' da tradução, as aminoacil tRNA sintetases:
As aminoacil tRNA sintetases respondem à pergunta: 'Como o tRNA está associado ao aminoácido correto?' A sintetase seleciona tRNA por seu códon e / ou outras bases, e anexa o aminoácido correto. Normalmente existem apenas 20 sintetases, muitas das quais devem ser capazes de reconhecer mais de um tRNA, portanto, não podem discriminar puramente com base no anticódon.
Aminoácido + ATP → Aminoacil-AMP + PPi.
Aminoacil-AMP + tRNA → Aminoacil-tRNA + AMP.
Iniciação
A iniciação em eucariotos começa com a formação do complexo de pré-iniciação 43S eucariótico:
o complexo de pré-iniciação 43S eucarióticoeIF1A bloqueia o site A. Isso é necessário para evitar que os tRNAs se liguem de forma inadequada. Este bloqueio força o eIF2-GTP a recrutar o iniciador especial tRNAimet para o sítio P. Apenas tRNAimet pode ligar um SSU nu. eIF3 impede a vinculação do SSU ao LSU. A combinação do SSU com os três fatores de iniciação e tRNAimet é denominada complexo de pré-iniciação 43S. O quarto fator de iniciação, eIF4A, que é uma helicase, desenrola quaisquer loops em gancho no mRNA, expondo o códon de início (AUG).
Depois que o eIF4a desfaz o mRNA, o fator de pré-iniciação 43S pode se ligar e encontrar o códon de início.O complexo 43S se liga ao mRNA e encontra o primeiro AUG e eIF2, em seguida, hidrolisa o GTP, liberando os fatores de iniciação e permitindo que a LSU se ligue e forme o complexo de iniciação 80S eucariótico.
Os eIFs são liberados e a LSU se liga ao complexo de iniciação 80S.Alguns mRNAs requerem fatores adicionais para garantir a expressão correta no ribossomo: em picornavírus (como poliomielite e hepatite), a proteína VPG se liga à extremidade 5 '(que não é coberta) e direciona o ribossomo para o códon inicial de AUG correto.
Em bactérias, IF1, IF2 e IF3 desempenham papéis semelhantes a eIF1, eIF2 e eIF3, e tRNAifmet é sempre o primeiro tRNA. Em ambos os eucariotos e procariotos, a metionina especial é geralmente clivada do produto polipeptídico final. Além disso, em bactérias, os mRNAs policistrônicos (que têm vários códons iniciais) têm sequências de Shine-Dalgarno c. 5 nt a 5 ′ dos códons iniciais de AUG. Isso liga a sequência anti-Shine Dalgarno no final do 16S SSU rRNA, garante que o ribossomo se liga no (s) local (is) correto (s), não em um códon fora de fase ou em uma metionina interna.
mRNA: 5 ′ ----- AGGAGG ----- AGO ---- 3 ′
rRNA: 3′-… -auUCCUCCacuag --- 5 ′
Alongamento
Os sítios A e P estão tão próximos no ribossomo que os tRNAs devem se ajustar a códons contíguos. Os tRNAs são trazidos por EF-Tu (bactérias) ou EF-1 (eucariotos), que hidrolisam o GTP ao fazê-lo.
EF-Tu traz tRNAs carregados para o site A.O segundo fator de alongamento, EF-G (EF-2), desvia o ribossomo, novamente usando GTP.
EF-G causa mudanças conformacionais no ribossomo que o desviam ao longo do mRNA.Este movimento reúne grupos aminoacil e peptidil no sítio ativo, catalisando a formação de ligações peptídicas e a transferência do grupo peptidil de um tRNA para o próximo.
Mudanças conformacionais no ribossomo causam a formação de ligações peptídicas.O tRNA descarregado se difunde para fora do ribossomo através do sítio E. Observe que a cadeia polipeptídica nascente está sempre ligada covalentemente à haste aceitadora do tRNA no local P.
O tRNA descarregado deixa o ribossomo.A formação da ligação peptídica é realizada pela peptidil transferase, cujo sítio ativo contém um anel de adenina do rRNA 28S na subunidade grande. Isso atua na catálise ácido / base, assim como a histidina em muitas enzimas. O antibiótico puromicina inibe os ribossomos imitando o tRNAtyr e evitando a transferência normal da cadeia do peptídeo nascente do tRNA no local P para o tRNA no local A.
Terminação
Os códons de parada são ligados por fatores de liberação citoplasmática, que adicionam água ao tRNApeptidil, clivando o polipeptídeo.
Fatores de liberação hidrolisam o peptidil tRNA para liberar o polipeptídeo.Existem dois fatores de liberação em procariontes (RF1 e RF2), mas apenas um nos eucariotos (eRF1), que eu acho que deve ser o único caso em que os eucariotos desenvolveram um sistema simples e elegante ☺ RFs imitam tRNA em forma, mas são feitos de proteína, não RNA.
Os procariotos também têm um fator de liberação especial chamado tmRNA, que fornece um modelo para ribossomos paralisados (aqueles que pararam de traduzir sem encontrar um códon de parada, talvez porque o mRNA foi liberado muito cedo pela RNA polimerase). O tmRNA contém um modelo para uma etiqueta de 11 aminoácidos, que marca essas proteínas abortivas para destruição.
Duas das proteínas eIF4 (das quais existem várias além da helicase IF4A), eIF4E e eIF4G, ligam o cap de mRNA ao PABP na cauda. Isso significa que os ribossomos formam estruturas enroladas no mRNA ligado. Algo semelhante também ocorre em procariontes. Esses 'polirribossomos' aumentam a eficiência da tradução, uma vez que menos mRNA é necessário (os ribossomos estão separados por apenas 80 nt, portanto, muitos podem traduzir simultaneamente um único mRNA) e também permitem recrutar novamente eficiente de ribossomos terminados de volta para o RBS.
Polirribossomos traduzindo um único mRNA de alça.Muitos antibióticos atuam no ribossomo ou em outros aspectos da transcrição ou tradução:
| Procarionte | Eukaryote | |
|---|---|---|
| síntese de mRNA | Actinomicina-D, rifampicina | Actinomicina-D, α-Amanitina |
| TRNA de ligação | Tetraciclina | |
| Complexo de iniciação | Estreptomicina | |
| Peptidil transferase | Cloranfenicol | Anisomicina |
| Translocação | Eritromicina | Cicloheximida |
| Liberação prematura | Puromicina | Puromicina |
Processamento de RNA eucariótico
Splicing
As transcrições em eucariotos são c. 10.000 nt, mas os polipeptídeos são 400 aa = 1200 nt. 80% da transcrição não é traduzida, isto é, o pré-mRNA é geralmente 7800 bases mais longo do que um mRNA típico de 1200 pb. O que acontece com todo esse excesso de RNA? Genes eucarióticos (e alguns genes Archaeal) contêm ' porcaria '(descoberto em 1977). Os exons (que são expressos e saem do núcleo) são separados por íntrons (100 - 100.000 nt de comprimento), que são removidos do pré-mRNA e destruídos sem nunca deixar o núcleo. O tamanho dos íntrons é específico da espécie: as leveduras têm muito poucos, alguns genes humanos podem ter 50 em um único gene! Normalmente existem quatro íntrons dentro de cinco exons, mas os íntrons (como mencionado acima) são geralmente muito maiores do que os exons. Os íntrons devem ser separados de entre os exons antes que o mRNA possa deixar o núcleo.
5 ′ --- E1 --- I1 --- E2 --- I2 --- E3 --- I3 --- E4 --- I4 --- E5 --- 3 ′
À medida que o mRNA é transcrito, ele é complexado por cinco pequenas ribonucleoproteínas nucleares (snRNPs, também conhecidas como partículas 'U'). O tratamento de pré-mRNA com RNAse degrada o pré-mRNA em fragmentos de ribonucleoproteína heterogêneos. Essas proteínas têm um motivo comum de ligação a RNA (abaixo). Alguns desses hnRNPs são proteínas U, diretamente envolvidos no splicing out introns, outros são importantes para a marcação de íntrons e exons.
H3N + --- {KR} G {FY} {AG} {FY} VX {FY} --- ... --- COO−
Quem sofre de lúpus eritematoso sistêmico (LES) produz anticorpos autoimunes anti-snRNP, que podem ser usados para revelar ilhas de snRNP no núcleo, conhecidas como corpos de Cajal.
As sequências de emenda são bastante variáveis entre as espécies, mas em geral:
Exon1 termina AG (o site doador). Deve haver um A interno no local da ramificação, que reage quimicamente com a junção doadora para efetuar a emenda. Exon2 inicia G (o site aceitador). 5 ′ aceitador de ramo doador 3 ′
5 ′ --- AGGURAGU --- CURAYY --- YNCAGG --- 3 ′
5 ′ --- AGG --- 3 ′
A sequência do íntron é removida do transcrito para gerar o mRNA processado. Esta é a sequência de consenso humano.
As partículas U combinam-se umas com as outras de várias maneiras para formar os spliceossomos. Na reação de splicing mais típica, U1 liga o doador 5 ′. U2 então liga o aceitador 3 'e a sequência de ponte. U4 e U6 atuam juntos para formar um laço e, em seguida, U5 liga os exões. Observe que U2, U5 e U6 permanecem ligados ao laço em união catalisada por U. Isso ajuda a marcar o laço de degradação.
Processamento de RNA eucarióticoTetrahymena (um ciliado) e alguns Archaea têm íntrons autossplicantes. O sistema snRNP descrito acima provavelmente evoluiu de sistemas de self-splicing (tipo II). Observe que existem várias outras variedades de splicing, usando as partículas U cuja existência você pode estar se perguntando.
Self SplicingAs junções de splice doador e aceitador estão corretamente emparelhados em genes de vários introns porque o splicing é simultâneo com a transcrição. Alguma especificidade também pode ser permitida pelos hnRNPs e proteínas ricas em SR que se ligam ao pré-mRNA. Os fatores capping, splicing e poli-A estão associados à cauda da RNA polimerase II: o complexo enzimático é uma fábrica, tanto produzindo mRNA quanto processando-o para exportação.
A emenda parece ser uma perda de tempo cara na maior parte; no entanto, em certas circunstâncias, tem vantagens em produzir mais de um produto gênico a partir de um único trecho de DNA. Em linfócitos B, no início do desenvolvimento, a célula produz receptores de imunoglobulina (Ig) presos à membrana por transcrição e splicing de todo o gene:
Transcrição longa:
5 ′ --- Ig --- doador --- parar --- aceitador --- hidrofóbico --- parar --- 3 ′
Após a emenda:
5 ′ --- Ig ---- hidrofóbico ---- parar ---- 3 ′
Proteína:
H3N + -Ig-hidrofóbico-COO−
O transcrito mais longo separa o primeiro códon de parada, produzindo um anticorpo com um terminal carboxi hidrofóbico, que permite que ele seja preso à membrana celular. No entanto, depois que a célula reconhece um antígeno, ela começa a produzir anticorpos solúveis. O reconhecimento do antígeno aumenta a quantidade de CStF na célula, produzindo um transcrito mais curto do gene, que carece da sequência aceitadora de íntron:
Transcrição curta:
5 ′ --- Ig --- doador --- parar --- 3 ′
Sem splicing, devido à falta de junção aceitadora, então a proteína é:
H3N + -Ig-COO−
O transcrito mais curto produz uma proteína sem peptídeo hidrofóbico, que é solúvel no plasma.
Temos falado principalmente sobre a modificação do mRNA, mas os outros tipos de RNA são ainda mais fortemente modificados (editados) do que o mRNA ...
tRNAs são c. Com 80 bases de comprimento, e em eucariotos, há pelo menos 31 no citoplasma, 30 nos cloroplastos e 22 nas mitocôndrias. Todos os tRNAs têm uma haste aceptora com uma sequência CCA 3 ′, que (covalentemente) se liga a aminoácidos. Todos eles também têm um anticódon tripleto, que (transitoriamente) se liga ao mRNA. A estrutura geral é freqüentemente chamada de 'folha de trevo', o que é verdadeiro para a estrutura secundária, mas um tanto enganoso para a terciária.
O tRNA que codifica fenilalanina, o tRNA tem uma estrutura terciária em forma de L'.A modificação do anticódon do tRNA produz proteínas sem sentido. A modificação química de tRNAcys para tRNAala também produz proteínas não funcionais. O par anticódon / aminoácido é essencial para a tradução correta do mRNA.
tRNA contém nucleosídeos incomuns. Inosina (necessária para oscilação). Pseudouridina (apenas em Eukaryotes e Archaea). Diidrouridina. Timina (incomum para RNA). Wybutosine (encontrado logo após o anticódon).
A modificação química dos tRNAs é realizada por proteínas, ao contrário do splicing do mRNA. Um dos principais efeitos da modificação é permitir oscilação. Wobble é o emparelhamento não Watson-Crick na terceira base de um códon, o que significa que menos anticódons (tRNAs) são necessários do que os 64 códons possíveis: 64 códons. 20 aminoácidos. 30 é o compromisso feito.
Geralmente há mais oscilação nas bactérias (veja as bases entre colchetes abaixo). As mitocôndrias têm até oscilação na segunda base do códon.
| Wobble codon base | Possíveis bases anticódon |
|---|---|
| você | A), G, I |
| C | G, eu |
| PARA | U, (I) |
| G | C, (U) |
Nas mitocôndrias tripanossômicas, o RNA guia (gRNA) orienta a excisão e adição (inserção / deleção ou indel) de bases (principalmente U) ao mRNA.
gRNA acima; mRNA abaixo:
3 ′ --- UU AUCUCAACCGACCA --- 5 ′
5 ′ --- AAGUAGAG ~~ GGCUGGU --- 3 ′
Observe que o G é deslocado e o AA causa o alongamento, então o RNA editado se parece com:
5 ′ --- AA | UAGAGUUGGCUGGU --- 3 ′
Com o G excisado e o UU inserido no trecho.
Bibliografia
- Stryer, Lubert. Biochemistry, 4ª ed. Nova York: W. H. Freeman and Company, 1995
- Tijian, Robert. 'Máquinas moleculares que controlam genes.' Scientific American 272 (1995): 54–61.
