Anticodon

Baseparring av antikodonet (rødt) av en tRNA Ala med kodonet til GCCet mRNA som koder for en alanin
En tRNA Ala fra S. cerevisiae -
fremhevet i rødt, tripletten inosin - guanosin - cytidin i den 5 '→ 3' bemerkede nukleotidsekvensen (foruten I i posisjon 34 i antikodonet, metylerte også inosin (m 1 I) i posisjon 37)
En human tRNA i Met -
antikodonet cytosin - adenin - uracil av den 5 '→ 3' bemerkes basesekvensen uthevet i rødt ; den kobles sammen med kodonet AUGsom startkodon

Et antikodon består av de tre nukleotidene til et tRNA som, som en motpart, tilsvarer de tre nukleobasene til kodonen til et mRNA .

Eksponert på den korte RNA- delen av antikodonsløyfen til et tRNA-molekyl er tre påfølgende nukleotider, hvis basesekvens hver representerer det karakteristiske antikodonet. Med denne triplett, legger tRNA baseparing til basetriplett av en tilsvarende kodon av den mRNA under oversettelsen på ribosomer i proteinbiosyntese .

For eksempel, dersom triplett er til stede GCCsom et kodon på mRNA , kan et tRNA binde seg til den via tre komplementære basepar med den lett CGG , som en antikodon (nevnt i 5 '→ 3' retning: G -G- C ) . Hvis dette tRNA er fylt med alanin , er denne aminosyren knyttet til peptidkjeden som dannes på ribosomet .

En spesifikk aminosyre tilordnes et kodon av mRNA via antikodonet til et tRNA. Oppdraget mellom kodon og aminosyre kalles den genetiske koden . Mellommennene her er tRNA-molekylene, som har en spesifikk antikodon på den ene siden og en spesifikk aminosyre på den andre. Ved å bruke baseparringen mellom antikodon og kodon leses den kodende basesekvensen til et polynukleotid slik som mRNA og oversettes til aminosyresekvensen til et polypeptid , den primære strukturen til et protein .

Forskjellige tRNA-molekyler er nødvendige for syntesen av proteiner i en celle. Forskjeller mellom tRNA-artene består på den ene siden i den spesifikke aminosyren som de blir belastet med av spesifikke enzymer - aminoacyl-tRNA-syntetasene - og på den andre siden i deres antikodon. Denne gjenkjennelsesregionen representerer det samsvarende motstykket til et kodon som en sekvens av tre baser, men det er ikke alltid nødvendig at alle tre basene hver danner komplementære par med kodon-tripletten. noen ganger er to sammenkoblinger nok for riktig tildeling av den respektive aminosyren til dens kodon.

For eksempel kan alanin koder for fire kodoner ( GCU, GCC, GCA, GCG), er tatt, og i den første og den andre posisjonen tilsvarer samtidig skjelnes fra alle andre 60 kodoner. Denne saken er ikke uvanlig, men ligner på andre aminosyrer (glysin, prolin, treonin, valin, etc.). Under disse omstendighetene blir den riktige oppgaven utført selv om sammenkoblingen bare er komplementær for de to første basene, men noe vinglete for kodonens 3. posisjon.

For eksempel kan noen antikodoner gjenkjenne mer enn ett kodon, f.eks. B. antikodon 3'-CGG-5 ' så GCCvel som GCU. Etter å ha trukket de tre stoppkodonene inneholder den standard genetiske koden 4 3 - 3 = 61 forskjellige kodoner. Antall tRNA-typer i en celle er ofte betydelig lavere. Konklusjon fra Francis Crick nok i 1966 at visse unøyaktige tilpasninger av codon-anticodon for funksjonen av tRNA i proteinsyntese ville, og kalte hans gjetning som wobble basepar (av engelsk wobble , 'wiggle).

Alle organismer inneholder tRNA-gener ( DNA ) hvis transkripsjoner (RNA) blir transformert til modne tRNA-molekyler gjennom visse modifikasjoner (modifikasjon etter transkripsjon ). Hvis basene til antikodonsløyfen også modifiseres, endrer dette baseparringspotensialet til antikodonet. For eksempel, i mange eukaryote og prokaryote celler nukleobase adenin av spesielle enzymer deaminert vil hypoksantin , noe som gjør nukleosidet adenosin (A) til inosin konverteres til (I) ( RNA-redigering ). Hvis dette gjelder antikodon 3'-CGA-5 'av en tRNA Ala [AGC], som er GCUkomplementær til kodonet , opprettes et antikodon 3'-CGI-5' , som nå kan danne wobble-sammenkoblinger med GCU, GCCog også GCA.

På denne måten kan de mulige baseparringene av antikodonet til et aminoacyl-tRNA med hensyn til den tredje basen av et kodon utvides til de som koder for den samme aminosyren. Imidlertid er det også begrensninger som er nødvendige for å sikre korrekt avlesning av de to andre kodonbaser og for å utelukke uoverensstemmelser. Spesielt bidrar basene til anticodon-sløyfen som flankerer anticodon-tripletten til finjustering av translasjonsnøyaktigheten gjennom visse sekvenselementer, som også kan forstås som en utviklingsprosess.

Den genomet i kjernen av en human celle inneholder tRNA-gener i mer enn 600 steder , fordelt over nesten alle kromosomer (for eksempel over tretti, noen ganger forskjellige, er kjent for et tRNA- Ala [AGC] og en for en tRNA- Ala [GGC ]). Når det gjelder det respektive tRNA-antikodonet, representerer disse genomiske basesekvensene nesten alle - med unntak av seks - varianter av mulige tripletter (fra A, G, C og T ). DNA-basetripletten CAT er spesielt viktig her, som transkriberes til antikodon-CAU av et tRNA, som kan parre 3'-UAC-5 ' med kodonet AUG. Dette er fordi dette koder for aminosyren metionin og ved å binde et spesielt tRNA i Met som initiator tRNA til det, kan det tjene som et startkodon som oversettelsen deretter begynner med.

litteratur

B. Alberts, A. Johnson, J. Lewis et al.: Molecular Biology of the Cell. 4. utgave. Garland Science, New York 2002, kapittel: Fra RNA til protein . Online på NCBI bokhylle

Individuelle bevis

  1. ↑ B. Mims, N. Prather, E. Murgola: Isolering og nukleotidsekvensanalyse av tRNAAlaGGC fra Escherichia coli K-12. I: Journal of Bacteriology. 162 (2), mai 1985, s. 837; PMC 218931 (fri fulltekst).
  2. ↑ FHC Crick: Codon-anticodon-parring: wobble-hypotesen. I: J. Mol. Biol. Bind 19, nummer 2, 1966, s. 548-555 ( PMID 5969078 ; PDF ).
  3. ↑ W. Zhou, D. Karcher, R. Bock: Viktigheten av adenosin til inosin redigering tilstøtende til antikodonet i en Arabidopsis alanin tRNA henhold miljøstress. I: Nucleic Acids Research. 41 (5), januar 2013, s. 3363; PMC 3597679 (fri fulltekst).
  4. ↑ S. Ledoux, M. Olejniczak, O. Uhlenbeck: En sekvens element som låtene Escherichia coli tRNA (Ala) (GGC) for å sikre korrekt dekoding. I: Nature Structural & Molecular Biology. 16 (4), april 2009, s. 359-364; PMC 2769084 (fri fulltekst).
  5. ↑ I. Shepotinovskaya, O. Uhlenbeck: tRNA-rester utviklet seg for å fremme translasjonsnøyaktighet. I: RNA. 19 (4), april 2013, s. 510-516; PMC 3677261 (fri fulltekst).
  6. ↑ se oppføringer for Homo sapiens i den genomiske tRNA-databasen (GtRNAdb).