La deuxième étape de la mise en œuvre de l'information génétique est la synthèse d'une molécule protéique à base d'ARN messager (traduction). Cependant, contrairement à la transcription, une séquence nucléotidique ne peut pas être traduite directement en acide aminé, car ces composés ont une nature chimique différente. Par conséquent, la traduction nécessite un intermédiaire sous la forme d'ARN de transfert (ARNt), dont la fonction est de traduire le code génétique dans le "langage" des acides aminés.
Caractéristiques générales de l'ARN de transfert
Les ARN de transport ou ARNt sont de petites molécules qui délivrent des acides aminés au site de synthèse des protéines (dans les ribosomes). La quantité de ce type d'acide ribonucléique dans la cellule représente environ 10 % du pool total d'ARN.
Comme les autres types d'acides ribonucléiques, l'ARNt consiste en une chaîne de ribonucléosides triphosphates. Longueurla séquence nucléotidique a 70-90 unités, et environ 10% de la composition de la molécule tombe sur des composants mineurs.
Du fait que chaque acide aminé a son propre support sous forme d'ARNt, la cellule synthétise un grand nombre de variétés de cette molécule. Selon le type d'organisme vivant, cet indicateur varie de 80 à 100.
Fonctions de l'ARNt
L'ARN de transfert est le fournisseur du substrat pour la synthèse des protéines qui se produit dans les ribosomes. En raison de sa capacité unique à se lier à la fois aux acides aminés et à la séquence matrice, l'ARNt agit comme un adaptateur sémantique dans le transfert d'informations génétiques de la forme d'ARN à la forme d'une protéine. L'interaction d'un tel intermédiaire avec une matrice codante, comme dans la transcription, repose sur le principe de complémentarité des bases azotées.
La fonction principale de l'ARNt est d'accepter les unités d'acides aminés et de les transporter vers l'appareil de synthèse des protéines. Derrière ce processus technique se cache une énorme signification biologique - la mise en œuvre du code génétique. La mise en œuvre de ce processus repose sur les fonctionnalités suivantes:
- tous les acides aminés sont codés par des triplets de nucléotides;
- pour chaque triplet (ou codon) il y a un anticodon qui fait partie de l'ARNt;
- chaque ARNt ne peut se lier qu'à un acide aminé spécifique.
Ainsi, la séquence d'acides aminés d'une protéine est déterminée par quels ARNt et dans quel ordre interagiront de manière complémentaire avec l'ARN messager dans le processusémissions. Ceci est possible grâce à la présence de centres fonctionnels dans l'ARN de transfert, dont l'un est responsable de la fixation sélective d'un acide aminé, et l'autre de la liaison à un codon. Par conséquent, les fonctions et la structure de l'ARNt sont étroitement liées.
Structure de l'ARN de transfert
TRNA est unique en ce que sa structure moléculaire n'est pas linéaire. Il comprend des sections hélicoïdales à double brin, appelées tiges, et 3 boucles à simple brin. En forme, cette conformation ressemble à une feuille de trèfle.
Les tiges suivantes se distinguent dans la structure de l'ARNt:
- accepteur;
- anticodon;
- dihydrouridyle;
- pseudouridyle;
- supplémentaire.
Les tiges en double hélice contiennent 5 à 7 paires Watson-Crickson. À l'extrémité de la tige acceptrice se trouve une petite chaîne de nucléotides non appariés, dont le 3-hydroxyle est le site de fixation de la molécule d'acide aminé correspondante.
La région structurelle pour la connexion avec l'ARNm est l'une des boucles d'ARNt. Il contient un anticodon complémentaire du triplet sens dans l'ARN messager. C'est l'anticodon et l'extrémité acceptante qui assurent la fonction d'adaptateur de l'ARNt.
Structure tertiaire d'une molécule
"Cloverleaf" est une structure secondaire de l'ARNt, cependant, en raison du repliement, la molécule acquiert une conformation en forme de L, qui est maintenue ensemble par des liaisons hydrogène supplémentaires.
L-form est la structure tertiaire de l'ARNt et se compose de deux pratiquementdes hélices perpendiculaires d'ARN-A ayant une longueur de 7 nm et une épaisseur de 2 nm. Cette forme de molécule n'a que 2 extrémités, dont l'une a un anticodon et l'autre a un centre accepteur.
Caractéristiques de la liaison de l'ARNt à l'acide aminé
L'activation des acides aminés (leur fixation à l'ARN de transfert) est réalisée par l'aminoacyl-ARNt synthétase. Cette enzyme remplit simultanément 2 fonctions importantes:
- catalyse la formation d'une liaison covalente entre le groupe 3`-hydroxyle de la tige acceptrice et l'acide aminé;
- prévoit le principe de l'appariement sélectif.
Chacun des 20 acides aminés possède sa propre aminoacyl-ARNt synthétase. Il ne peut interagir qu'avec le type approprié de molécule de transport. Cela signifie que l'anticodon de ce dernier doit être complémentaire du triplet codant pour cet acide aminé particulier. Par exemple, la leucine synthétase ne se liera qu'à l'ARNt destiné à la leucine.
Il existe trois poches de liaison aux nucléotides dans la molécule d'aminoacyl-ARNt synthétase, dont la conformation et la charge sont complémentaires des nucléotides de l'anticodon correspondant dans l'ARNt. Ainsi, l'enzyme détermine la molécule de transport souhaitée. Beaucoup moins souvent, la séquence nucléotidique de la tige acceptrice sert de fragment de reconnaissance.
