Hvorfor celler har brug for flere tRNA-molekyler til nøjagtig proteinsyntese

Af Sly Tutor – Opdateret 30. august 2022

Når et gen udtrykkes, transskriberes DNA-sekvensen først til messenger-RNA (mRNA). Transfer RNA (tRNA) afkoder derefter dette mRNA og binder den passende aminosyre til en voksende polypeptidkæde. Variationen af tRNA-arter er afgørende for trofast at oversætte den genetiske kode til funktionelle proteiner.

Nukleotider

DNA er sammensat af fire nukleotider - adenin, guanin, cytosin og thymin. Disse nukleotider danner tripletter kaldet kodoner, og med fire mulige baser i hver position er der 4 ³ =64 teoretiske kodoner. Imidlertid koder flere kodoner for den samme aminosyre, en funktion kendt som "wobble". Denne redundans betyder, at cellen har brug for færre end 64 forskellige tRNA'er, men stadig et mangfoldigt sæt til at dække alle kodoner.

Aminosyrer

Hver kodon specificerer en enkelt aminosyre. tRNA-molekyler slår bro mellem den genetiske kode og aminosyrerepertoiret ved at binde et kodon i den ene ende og bære den tilsvarende aminosyre på den anden. Mennesker anvender 20 standardaminosyrer, og tRNA-repertoiret skal rumme hvert kodon, der styrer hver af disse aminosyrer.

Stop Codons

Tre kodoner - UAA, UAG og UGA - tjener som stopsignaler, der afslutter polypeptidsyntese. Selvom de ikke koder for aminosyrer, kræver translationsmaskineriet specialiserede tRNA-lignende faktorer for at genkende disse stopkodoner og frigive det færdige protein.

Ikke-standard aminosyrer

Nogle organismer inkorporerer yderligere aminosyrer ud over standard 20. Et bemærkelsesværdigt eksempel er selenocystein, den 21. aminosyre, som er indsat ved UGA-kodoner. Det unikke selenocystein-tRNA parrer oprindeligt med serin og modificeres senere til selenocystein. Dedikerede translationelle elementer sikrer, at UGA læses som selenocystein snarere end som et termineringssignal, hvilket tillader proteiner at inkludere dette essentielle sporelement.