El segundo paso en la implementación de la información genética es la síntesis de una molécula de proteína basada en el ARN mensajero (traducción). Sin embargo, a diferencia de la transcripción, una secuencia de nucleótidos no puede traducirse directamente a un aminoácido, ya que estos compuestos tienen una naturaleza química diferente. Por lo tanto, la traducción requiere de un intermediario en forma de ARN de transferencia (ARNt), cuya función es traducir el código genético al "lenguaje" de los aminoácidos.
Características generales del ARN de transferencia
Los ARN de transporte o ARNt son moléculas pequeñas que transportan aminoácidos al sitio de síntesis de proteínas (a los ribosomas). La cantidad de este tipo de ácido ribonucleico en la célula es aproximadamente el 10 % del conjunto total de ARN.
Al igual que otros tipos de ácidos ribonucleicos, el ARNt consiste en una cadena de trifosfatos de ribonucleósidos. Largola secuencia de nucleótidos tiene 70-90 unidades, y alrededor del 10 % de la composición de la molécula recae en componentes menores.
Debido a que cada aminoácido tiene su propio transportador en forma de ARNt, la célula sintetiza una gran cantidad de variedades de esta molécula. Dependiendo del tipo de organismo vivo, este indicador varía de 80 a 100.
Funciones del ARNt
El ARN de transferencia es el proveedor del sustrato para la síntesis de proteínas que se produce en los ribosomas. Debido a la capacidad única de unirse tanto a los aminoácidos como a la secuencia molde, el ARNt actúa como un adaptador semántico en la transferencia de información genética desde la forma de ARN a la forma de proteína. La interacción de dicho intermediario con una matriz de codificación, como en la transcripción, se basa en el principio de complementariedad de las bases nitrogenadas.
La función principal del ARNt es aceptar unidades de aminoácidos y transportarlas al aparato de síntesis de proteínas. Detrás de este proceso técnico hay un gran significado biológico: la implementación del código genético. La implementación de este proceso se basa en las siguientes características:
- todos los aminoácidos están codificados por tripletes de nucleótidos;
- por cada triplete (o codón) hay un anticodón que forma parte del ARNt;
- cada ARNt solo puede unirse a un aminoácido específico.
Por lo tanto, la secuencia de aminoácidos de una proteína está determinada por qué ARNt y en qué orden interactuarán de manera complementaria con el ARN mensajero en el procesotransmisiones Esto es posible debido a la presencia de centros funcionales en el ARN de transferencia, uno de los cuales es responsable de la unión selectiva de un aminoácido y el otro de la unión a un codón. Por lo tanto, las funciones y la estructura del ARNt están estrechamente interrelacionadas.
Estructura del ARN de transferencia
TRNA es único porque su estructura molecular no es lineal. Incluye secciones helicoidales de doble cadena, que se denominan tallos, y 3 bucles de una sola cadena. En forma, esta conformación se asemeja a una hoja de trébol.
Los siguientes tallos se distinguen en la estructura del ARNt:
- receptor;
- anticodón;
- dihidrouridilo;
- pseudouridilo;
- adicional.
Los tallos de doble hélice contienen de 5 a 7 pares de Watson-Crickson. Al final del tallo aceptor hay una pequeña cadena de nucleótidos desapareados, cuyo 3-hidroxilo es el sitio de unión de la molécula de aminoácido correspondiente.
La región estructural para la conexión con el ARNm es uno de los bucles del ARNt. Contiene un anticodón complementario al triplete sentido en el ARN mensajero. Es el anticodón y el extremo de aceptación los que proporcionan la función adaptadora del ARNt.
Estructura terciaria de una molécula
La "hoja de trébol" es una estructura secundaria del ARNt; sin embargo, debido al plegamiento, la molécula adquiere una conformación en forma de L, que se mantiene unida mediante enlaces de hidrógeno adicionales.
La forma L es la estructura terciaria del tRNA y consta de dos prácticamentehélices de ARN-A perpendiculares que tienen una longitud de 7 nm y un espesor de 2 nm. Esta forma de la molécula tiene solo 2 extremos, uno de los cuales tiene un anticodón y el otro tiene un centro aceptor.
Características de la unión del ARNt al aminoácido
La aminoacil-tRNA sintetasa lleva a cabo la activación de los aminoácidos (su unión al ARN de transferencia). Esta enzima realiza simultáneamente 2 funciones importantes:
- cataliza la formación de un enlace covalente entre el grupo 3`-hidroxilo del tallo aceptor y el aminoácido;
- proporciona el principio de coincidencia selectiva.
Cada uno de los 20 aminoácidos tiene su propia aminoacil-tRNA sintetasa. Solo puede interactuar con el tipo apropiado de molécula de transporte. Esto significa que el anticodón de este último debe ser complementario al triplete que codifica este aminoácido en particular. Por ejemplo, la leucina sintetasa solo se unirá al ARNt destinado a la leucina.
Hay tres bolsas de unión de nucleótidos en la molécula de aminoacil-tRNA sintetasa, cuya conformación y carga son complementarias a los nucleótidos del anticodón correspondiente en el tRNA. Así, la enzima determina la molécula de transporte deseada. Con mucha menos frecuencia, la secuencia de nucleótidos del tallo aceptor sirve como fragmento de reconocimiento.
