Langkah kedua dalam implementasi informasi genetik adalah sintesis molekul protein berdasarkan messenger RNA (terjemahan). Namun, tidak seperti transkripsi, urutan nukleotida tidak dapat diterjemahkan menjadi asam amino secara langsung, karena senyawa ini memiliki sifat kimia yang berbeda. Oleh karena itu, penerjemahan memerlukan perantara berupa transfer RNA (tRNA), yang berfungsi menerjemahkan kode genetik ke dalam “bahasa” asam amino.
Karakteristik umum RNA transfer
Transport RNAs atau tRNAs adalah molekul kecil yang mengantarkan asam amino ke tempat sintesis protein (ke dalam ribosom). Jumlah jenis asam ribonukleat ini di dalam sel kira-kira 10% dari total kumpulan RNA.
Seperti jenis asam ribonukleat lainnya, tRNA terdiri dari rantai ribonukleosida trifosfat. Panjangurutan nukleotida memiliki 70-90 unit, dan sekitar 10% dari komposisi molekul jatuh pada komponen kecil.
Karena fakta bahwa setiap asam amino memiliki pembawanya sendiri dalam bentuk tRNA, sel mensintesis sejumlah besar varietas molekul ini. Tergantung pada jenis organisme hidup, indikator ini bervariasi dari 80 hingga 100.
Fungsi tRNA
Transfer RNA adalah pemasok substrat untuk sintesis protein yang terjadi di ribosom. Karena kemampuan unik untuk mengikat asam amino dan urutan template, tRNA bertindak sebagai adaptor semantik dalam transfer informasi genetik dari bentuk RNA ke bentuk protein. Interaksi perantara tersebut dengan matriks pengkode, seperti dalam transkripsi, didasarkan pada prinsip komplementaritas basa nitrogen.
Fungsi utama tRNA adalah menerima unit asam amino dan mengangkutnya ke peralatan sintesis protein. Di balik proses teknis ini terdapat makna biologis yang sangat besar - penerapan kode genetik. Implementasi proses ini didasarkan pada fitur-fitur berikut:
- semua asam amino dikodekan oleh triplet nukleotida;
- untuk setiap triplet (atau kodon) terdapat antikodon yang merupakan bagian dari tRNA;
- setiap tRNA hanya dapat mengikat asam amino tertentu.
Dengan demikian, urutan asam amino protein ditentukan oleh tRNA mana dan dalam urutan apa akan saling berinteraksi secara komplementer dengan RNA pembawa pesan dalam prosessiaran. Hal ini dimungkinkan karena adanya pusat fungsional dalam RNA transfer, salah satunya bertanggung jawab untuk perlekatan selektif asam amino, dan yang lainnya untuk mengikat kodon. Oleh karena itu, fungsi dan struktur tRNA saling terkait erat.
Struktur RNA transfer
TRNA unik karena struktur molekulnya tidak linier. Ini termasuk bagian beruntai ganda heliks, yang disebut batang, dan 3 loop beruntai tunggal. Secara bentuk, konformasi ini menyerupai daun semanggi.
Batang berikut dibedakan dalam struktur tRNA:
- akseptor;
- antikodon;
- dihydrouridyl;
- pseudouridyl;
- tambahan.
Stem heliks ganda berisi 5 hingga 7 pasangan Watson-Crickson. Di ujung batang akseptor adalah rantai kecil nukleotida tidak berpasangan, 3-hidroksil yang merupakan tempat perlekatan molekul asam amino yang sesuai.
Wilayah struktural untuk koneksi dengan mRNA adalah salah satu loop tRNA. Ini berisi antikodon yang melengkapi triplet indera dalam RNA messenger. Ini adalah antikodon dan ujung penerima yang menyediakan fungsi adaptor tRNA.
Struktur tersier suatu molekul
"Daun Semanggi" adalah struktur sekunder tRNA, namun, karena pelipatan, molekul tersebut memperoleh konformasi berbentuk L, yang disatukan oleh ikatan hidrogen tambahan.
L-form adalah struktur tersier dari tRNA dan praktis terdiri dari duaheliks A-RNA tegak lurus memiliki panjang 7 nm dan ketebalan 2 nm. Bentuk molekul ini hanya memiliki 2 ujung, salah satunya memiliki antikodon, dan yang lainnya memiliki pusat akseptor.
Fitur pengikatan tRNA ke asam amino
Aktivasi asam amino (penempelannya pada RNA transfer) dilakukan oleh aminoasil-tRNA sintetase. Enzim ini secara bersamaan melakukan 2 fungsi penting:
- mengkatalisis pembentukan ikatan kovalen antara gugus 3`-hidroksil dari batang akseptor dan asam amino;
- memberikan prinsip pencocokan selektif.
Masing-masing dari 20 asam amino memiliki sintetase aminoasil-tRNA sendiri. Itu hanya dapat berinteraksi dengan jenis molekul transpor yang sesuai. Ini berarti bahwa antikodon yang terakhir harus komplementer dengan triplet yang mengkode asam amino khusus ini. Misalnya, leusin sintetase hanya akan berikatan dengan tRNA yang ditujukan untuk leusin.
Ada tiga kantong pengikat nukleotida dalam molekul sintetase aminoasil-tRNA, yang konformasi dan muatannya saling melengkapi dengan nukleotida antikodon yang sesuai dalam tRNA. Dengan demikian, enzim menentukan molekul transpor yang diinginkan. Lebih jarang, urutan nukleotida dari batang akseptor berfungsi sebagai fragmen pengenalan.
