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mRNA是蛋白质生物合成的模板│《玩转太极拳之二十四式》作者龙殿法的生物化学笔记

 此刻时光 2021-09-06

      转运RNA作为蛋白质合成的底物——氨基酸的载体参与蛋白质合成,为合成中的多肽链提供活化的氨基酸。tRNA占细胞RNA总重量的15%左右。已知的tRNA都是由74-95个核苷酸组成的。tRNA具有稳定的空间结构。 

    1.tRNA含有多种稀有碱基稀有碱基是指除A、G、C和U外的一些碱基,包括双氢尿嘧啶、假尿啥呢核苷和甲基化的嘌呤等。正常的嘌呤核苷是杂环的N-1原子与戊糖的C-1’原子连接形成糖苷键,而假尿嘧啶核苷则是杂环的C-5原子与戊糖的C-1’原子相连。tRNA中的稀有碱基占所有碱基的10%~20%。tRNA分子中的稀有碱基均是转录后修饰而成的。

     2.tRNA具有特定的空间结构    tRNA存在着一些核苷酸序列,能够通过碱基互补配对的原则,形成局部的链内的双螺旋结构。在这些局部的双螺旋结构之间的核苷酸序列不能形成互补的碱基对则膨出形成环状或襟状结构。这样的结构称为茎环结构或发夹结构。由于这些茎环结构的存在,tRNA的二级结构呈现出酷似三叶草的形状o位于两侧的发夹结构含有稀有碱基,分别称为DHU环和 TΨC环;位于上方的茎称为氨基酸臂,亦称接纳茎;位于下方的发夹结构则称为反密码子环o此外,在反密码子环与TΨC环之间还有一个可变臂。不同tRNA的可变臂的长短不一,从几个到十几个核苷酸数不等。除可变臂和DHU环外,其他部位的核苷酸数目和碱基对具有高度保守性。X射线晶体衍射图分析表明所有的RNA都具有相似的倒“L”形的空间结构。稳定tRNA的三级结构的力是某些碱基之间产生的特殊氢键和碱基堆积力。 

     3.tRNA的3’-端连接着氨基酸所有tRNA的3’-端都是以CCA三个核苷酸结束的,氨酰-tRNA合成酶将氨基酸通过酯键连接在腺嘌呤A的C-3’原子上,生成了氨酰-tRNA,从而使tRNA成为了氨基酸的载体。只有连接在tRNA的氨基酸才能参与蛋白质的生物合成。tRNA所携载的氨基酸种类是由tRNA的反密码子所决定的。有的氨基酸只有一种tRNA,而有的氨基酸有几种tRNA作为载体,以适应mRNA上密码子简并性的需求。

    4.tRNA的反密码子能够识别mRNA的密码子tRNA的反密码子环由7~9个核苷酸组成,居中的3个核苷酸通过碱基互补配对的关系识别mRNA上的密码子,因此被称为反密码子。密码子与反密码子的结合使tRNA能够转运正确的氨基酸参与蛋白质多肽链的合成。例如,携带酪氨酸的tRNA反密码子是-GUA-,可以与mRNA上编码酪氨酸的密码子-UAC-互补配对。在蛋白质合成中,氨酰-tRNA的反密码子依靠碱基互补的方式辨认mRNA的密码子,将其所携带的氨基酸正确地转递到合成中的多肽链上。

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