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Transfer-RNAs, oder tRNAs, sind nicht-kodierende RNAs, die eine wichtige Rolle bei der Proteinsynthese spielen. Eukaryotische Zellen enthalten mehr als 50 verschiedene tRNAs, die jeweils eine bestimmte Aminosäure tragen.
Die gefaltete tRNA besteht aus drei Haarnadelschleifen: einer Anticodon-Schleife, einer T-Schleife und einer D-Schleife. Das 3'-Ende des Moleküls hat eine konservierte CCA-Sequenz, die kovalent an eine Aminosäure bindet. Darüber hinaus enthalten tRNAs viele modifizierte Basen an mehreren Positionen.
Ein tRNA-Gen wird von der RNA-Polymerase III als lange Vorläufer-tRNA oder Prä-tRNA transkribiert. Die prä-tRNA enthält eine 5'-Leader-Sequenz, eine 3'-Trailer-Sequenz, die einen Polyuridin-Trakt, ein 14-Nukleotid langes Intron und unmodifizierte Basen umfasst.
Die Vorläufer-tRNA durchläuft eine posttranskriptionelle Prozessierung und Modifikationen, bevor sie eine reife tRNA ergibt. Das Ausmaß der Verarbeitung variiert bei den verschiedenen tRNAs erheblich in Reihenfolge und Art.
Der erste Schritt in der tRNA-Prozessierung beinhaltet die Entfernung der 5'-Leader-Sequenz und wird durch ein RNA-Enzym namens Ribonuklease P oder RNase P katalysiert. Dieses Enzym enthält eine katalytisch aktive RNA, die die 5'-Leader-Sequenz entfernt.
Im zweiten Schritt wird die Trailer-Sequenz am 3'-Ende durch eine oder mehrere Nukleasen, wie die Exonuklease RNase D, getrimmt. Im dritten Schritt der Serie wird das 3'-terminale Trinukleotid CCA hinzugefügt, das in einigen bakteriellen und allen eukaryotischen tRNA-Vorläufern fehlt.
In allen eukaryotischen prä-tRNAs fügt ein Enzym namens tRNA-Nukleotidyltransferase die CCA-Sequenz an das prozessierte 3'-Ende hinzu.
Als nächstes werden mehrere Nukleotide in der prä-tRNA an bestimmten Positionen chemisch modifiziert. Zu den gängigen Basenmodifikationen gehören Methylierung, Desaminierung, Reduktion und Isomerisierung.
Im letzten Schritt der tRNA-Prozessierung wird die Intron-Sequenz aus tRNA-Transkripten gespleißt, um eine reife tRNA herzustellen.
Eine der einzigartigen Eigenschaften der tRNA ist das Vorhandensein modifizierter Basen. Bei einigen tRNAs machen modifizierte Basen fast 20% der Gesa…
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