tRNA

Die tRNA besitzt eine Länge zwischen 75 und 95 Nukleotiden, die eine lange Ribonukleotidkette bilden. Durch das Falten des Stranges und die Bildung von Wasserstoffbrücken erhält die tRNA ihre kleeblattartige Struktur, die insgesamt aus vier Armen und drei Schleifen besteht. Der Akzeptor-Arm bildet den Stiel des Kleeblatts und umfasst das 3' und 5' Ende der tRNA. Ihm gegenüber liegt die Anticodon-Schleife. Die anderen beiden sich gegenüber liegenden Schleifen werden – nach den für sie typischen Basen – als D-Schleife (Dihydrouridin) und TΨC-Schleife (Thymidin, Pseudouridin und Cytidin) bezeichnet. Zwischen der Antidocon- und der TΨC-Schleife kann sich eine variable Schleife befinden.

Die D- und die TΨC-Schleife gehen eine weitere Wechselwirkung ein und falten sich zu einer umgedrehten L-förmigen Konformation (Tertiärstruktur) aus. Der kurze Arm umfasst den Akzeptor-Arm und die T-Schleife, der lange Arm die D- sowie die Anticodon-Schleife.

Für jede der 20 Aminosäuren, aus denen die menschlichen Proteine aufgebaut sind, gibt es mindestens eine spezielle tRNA. Jede tRNA-Variante wird abhängig von ihrer spezifischen Sequenz von der jeweiligen Aminoacyl-tRNA-Synthetase am 3'-Ende (CCA) über eine zweistufige, ATP-abhängige Reaktion mit der adäquaten Aminosäure beladen:

• 1. Schritt: ATP-abhängige Aktivierung der Aminosäure zu Aminoacyladenylat unter Abspaltung von Pyrophosphat (Diphosphat). Das Reaktionsprodukt enthält nun eine energiereiche Carbonsäure-Phosphorsäure-Anhydrid-Verbindung.
• 2. Schritt: Veresterung des am 3'-Ende befindlichen Adenosins der tRNA (CCA) mit der Carboxylgruppe der aktivierten Aminosäure unter Abspaltung von Adenosinmonophosphat (AMP). Das Produkt ist die Aminoacyl-tRNA.

Die Aufgabe der tRNA besteht im Transport von Aminosäuren zum Ribosom, wo sie die Übersetzung der mRNA in Polypeptide ermöglicht. Die tRNA besitzt ebenso eine spezifische Gruppe von drei Basen, das sogenannte Anticodon, die nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip an eine entsprechende Basenfolge der mRNA, das Codon, bindet. In diesem Prozess (Translation) wird die Aminosäure, mit der die tRNA beladen ist, an das entstehende Protein geknüpft und so die Polypeptidkette verlängert.

Im genetischen Code gibt es 61 Codons, die für proteinogene Aminosäuren kodieren – daher würde man 61 unterschiedliche tRNA-Moleküle erwarten. Durch die Degeneration des genetischen Codes gibt es bei den meisten Organismen aber nicht mehr als 45 tRNA-Varianten.

siehe auch: Wobble-Hypothese