转移核糖核酸(tRNA, transfer ribonucleic acid) 一类携带激活氨基酸,将它带到蛋白质合成部位并将氨基酸整合到生长着的肽链上的RNA。tRNA含有能识别模板mRNA上互补密码的反密码。 它既是运载活化型氨基酸(由胞液至核糖体上),又是识别mRNA分子中密码子的工具。一种氨基酸常可由数种特定的tRNA来运载,速度较快。tRNA这种功能是由于其特殊的结构所决定的。tRNA 3'端有一共同结构为-C-C-A。在A的第三碳原子上的OH基可与活性氨基酸结合。其另一端是反密码环,中间有三个相邻的核苷酸组成的反密码子,按碱基互补原则去辨认mRNA分子的密码子位置,从而保证了各种氨基酸准确无误的按顺序进入蛋白质肽链中去。 tRNA分子3‘-端均有CCA-OH的共同序列,氨基酸分子通过脂键与tRNA的3’-CCA-OH结合。每种氨基酸都有2-6种各自特异的tRNA,它们之间的特异性是靠氨基酰-tRNA合成酶来识别的。每一种tRNA都有一种相对应的氨基-tRNA转移酶。 tRNA通过反密码子和mRNA上的密码子相互配对,将特定的氨基酸运送到核糖体上肽链合成位点上,但是tRNA如何来识别特定的氨基酸呢?这就涉及tRNA的“身份”(identity)问题,这个问题是核酸领域的热点之一。人们需要解决几个问题: (1) tRNA怎样接受特定的氨基酸,氨基酰-tRNA合成酶怎样识别tRNA; (2) tRNA中的哪些结构和接受特定氨基酸有关。 1988年Hou Ya-ming(候雅明)和Schimmel首先取得了这方面的突破。他们采用的方法是:(1)选用发生色氨酸琥珀突变(UGG→UAG)的营养缺陷型E.coli (trp-)来进行研究;这种突变型必须在加有色氨酸的培养基上才能生长。当用含有校正tRNA,它携带着Ala,但反密码子突变成CUA,因此可以和终止密码子UAG相配对,这样校正了色氨酸的琥珀突变,在色氨酸突变位点加入了Ala 。转化E.coli 后只要校正率达到3%,该trp-菌株就可在普通培养基上生长。然后他们用点突变的方法来改变校正tRNA(Ala)上的各个位点,观察对识别Ala有何影响,以此来确定与识别特异氨基酸的有关位点。他们获得了28个突变株。分别转化E.coli (trp-),再检测转化后的E.coli (trp-)在基本培养基上是否能生长。若仍能生长,说明相应的点突变位点和氨基酸的识别无关,若不能生长说明相应的点突变位点与tRNA的“身份”有关。 他们用上述方法证明了Ala tRNA的G3:U70碱基对,仅一对碱基决定了丙氨酰tRNA合成酶与tRNA的识别,他们就把这样很小的元件称之为tRNA的“identity”,或称为副密码子(paracodon)。
Schimmel , Hou ya-ming和施建平等用合成的微螺旋做氨基酸接受试验,证明只要具有Ala tRNA受体臂那样长的微螺旋,或者具有该tRNA受体臂和TψC茎连在一起的小螺旋,且在受体臂有相当于G3-U70的碱基对,它们就能接受Ala,已发现带有了三种不同反密码子(CUA, GGC, UGC)的Ala tRNA都具有G3-U70副密码子。 |
|