320 likes | 530 Views
tRNA aminoatsüleerimine. 1. Aminoatsüül-tRNA süntetaasid 2. Aminoatsüül-tRNA süntetaaside teised funktsioonid 3. Aminoatsüleerimise reaktsiooni skeem 4. Aminoatsüleerimise erandjuhud 5. tRNA ehitus 6. tRNA identsus 7. tRNA editeerimine e. proofreading 8. Aminohappe editeerimine.
E N D
tRNA aminoatsüleerimine 1. Aminoatsüül-tRNA süntetaasid 2. Aminoatsüül-tRNA süntetaaside teised funktsioonid 3. Aminoatsüleerimise reaktsiooni skeem 4. Aminoatsüleerimise erandjuhud 5. tRNA ehitus 6. tRNA identsus 7. tRNA editeerimine e. proofreading 8. Aminohappe editeerimine www.molbio.ebc.ee
Klass I ja klass II LysRS sinine – kõrgelt konerveerunud, punane – vähe konserveerunud regioon
Eukarüootide puhul on leitud, et teatud aaRS-id moodustavad koos lisavalkudega komplekse.
AaRS teised funktsioonid • tRNA-de “kontroll” tuumas enne nende eksporti • tsütoplasmasse. 2. Imetajate TyrRS domäänid käituvad tsütokiinidena. leukotsüüdi elastaas 3. Osalemine translatsioonilises ja transkriptsioonilises kontrollis. E.coli ThrRS reguleerib iseenda ekspressiooni translatsiooni tasemel E.coli AlaRS represseerib iseenda transkriptsiooni in vitro 4. LeuRS ja TyrRS on vajalikud mitokondriaalsel splaissingul. Neurospora crassa TyrRS,S.cerevisiae LeuRS 5. tRNA-sarnaste struktuuride aminoatsüleerimine. tmRNA ehk 10Sa RNA
1. etapp: Aminohappe aktiveerimine aaRS + ATP:Mg2+ + aa → aaRS:aa:AMP + PPi :Mg2+ Aminohappe karboksüülrühma hapnik reageerib ATP a-fosfaadigaja moodustub aminoatsüüladenülaat. Mõned klass I süntetaasid (GlnRS, GluRS, ArgRS) vajavad 1. etapis tRNA juuresolekut → 2. etapp: tRNA A76 reageerimine aminoatsüüladenülaadiga. aaRS:aa:AMP + tRNA → aaRS + aa-tRNA + AMP Aminohappe ja tRNA vahele tekib esterside. →
Aminoatsüleerimise erandjuhud Francis Crick, 1958.One-to-onereegel: Igale aminohappele vastab spetsiifiline aaRS, st. igas organismisvõi organellis peaks olema 20 erinevat aaRS-i. Ühe ja sama aminohappe jaoks võib olla ekspresseeritud 2 kaks erinevat aaRS-i. E. coli’l on kaks LysRS-i geeni - lysU ja lysS. Seega esineb E.coli’s 21 aaRS geeni. B. subtilis’el on 2 geeni ThrRS ja TyrRS jaoks.
Aminoatsüleerimise erandjuhud Kui puudub GlnRS (Bacillus subtilis): D-GluRS - Glu-tRNAGlu ND-GluRS - Glu-tRNAGlu ja Glu-tRNAGln ...siis toimub Gln-tRNAGln süntees kaheetapiliselt: ND- GluRS Glu + tRNAGln + ATPGlu-tRNAGln+ AMP + PPi AdT Gln +Glu-tRNAGln+ ATPGln-tRNAGln+ ADP + Pi + Glu
Aminoatsüleerimise erandjuhud Kui puudub AsnRS (Pseudomonas): D-AspRS - Asp-tRNAAsp ND-AspRS - Asp-tRNAAsp ja Asp-tRNAAsn ND- AspRS AdT tRNAAsn Asp-tRNAAsn Asn-tRNAAsn Nii Gln-tRNAGln kui ka Asn-tRNAAsn sünteesiga on seotud samaamidotransferaas.
Aminoatsüleerimise erandjuhud Mõnedel termofiilsetel metanogeensetel arhedel (Methanococcus jannaschii)puudub geen cysS, mis kodeerib tsüsteinüül-tRNA süntetaasi. Nendel organismidel esineb unikaalse struktuuriga ProCysRS, mis genereerib niiPro-tRNAPro kui ka Cys-tRNACys
Aminoatsüleerimise erandjuhud SerRS selA selD tRNASec Ser-tRNASec Sec-tRNASec
Nukleotiidsed identsuselemendid. Enamasti mittemodifitseeritud nukleotiidid diskriminaator positsioonis N73 - erand: E.coli tRNAThr antikoodoni nukleotiidid – erandid: E.coli tRNALeu, tRNASer esimesed aluspaarid aktseptor-stemis – sageli N1:N72 ja N2:N71 Struktuursed identsuse elemendid. Toimivad tRNA struktuuri kaudu. Antideterminandid. Negatiivsed signaalid, mis takistavad tRNA-de aminoatsüleerimist võõraste süntetaaside poolt. Permissiivsed elemendid. Moodustavad konteksti, milles identsuselementide äratundmine ja aminoatsüleerimine toimub optimaalselt.
RS D-GluRS: C36 – Arg358 eristatakse tRNAGlu ja tRNAGln ND-GluRS: Arg asemel Glu ei eristata tRNAGlu ja tRNAGln
Linus Pauling, 1958:Süntetaasil on raske teha vahet näiteks Ile ja Val vahel, seega valgusüntees peaks olema üsna vigaderohke ValRS poolt lülitatakse Ile valkudesse Val asemel siiski vaid sagedusega 1:3000.
Klass II ThrRS • Keemiliste omaduste kontroll - valiini tõrjumine • Suuruse kontroll – seriini tõrjumine
Absoluutset täpsust aminoatsüleerimisel siiski ei saavutata. Näiteks tRNALys aminoatsüleeritakse LysRS poolt: arginiiniga 1:1600 treoniiniga 1:16 000 metioniiniga 1:32 000 leutsiiniga 1:132 000 tsüsteiiniga 1:256 000 seriiniga 1:750 000