、tRNA的结构有何特点？有何功能？

Question

如题所述

Answer 1

结构特点:转运RNA分子由一条长70~90个核苷酸并折叠成三叶草形的短链组成的。上图中有两种不同的分子，苯丙氨酸tRNA(4tna)和天冬氨酸tRNA(2tra)。tRNA链的两个末端在图上方指出的L形结构的末端互相接近。氨基酸在箭头示意的位置被连接。在这条链的中央形成了L形臂，如图下方所示，露出了形成反密码子的三个核苷酸。三叶草结构的其余两环被包裹成肘状，在那里它们提供整个分子的结构。四个常见RNA碱基---腺嘌呤，尿嘧啶，鸟嘌呤和胞嘧啶显然不能提供足够的空间以形成一个坚固的结构，因为这些碱基大部分被修饰过以延长它们的结构。有两个奇特的例子，看37号反密码子相邻的碱基，位于甲硫氨酸tRNA（1yfg）或苯丙氨酸tRNA(4tna和6tna)的起始部位。

tRNA的结构特征之一是含有较多的修饰成分，如上面提到的 D、T、 Ψ等；核酸中大部分修饰成分是在tRNA中发现的。修饰成分在tRNA分子中的分布是有规律的，但其功能不清楚。

1974年用X射线晶体衍射法测出第一个tRNA——酵母苯丙氨酸tRNA晶体的三维结构，分子全貌象倒写的英文字母L，呈扁平状，长60埃，厚20埃（图2），它是在tRNA二级结构基础上，通过氨基酸接受茎与TΨC茎以及D茎与反密码茎间折叠成右手反平行双螺旋。tRNA三级结构由保守或半保守成分与构成二级结构的核苷酸之间形成氢键（称三级结构氢键）维系。其他tRNA晶体的三维结构类似酵母苯丙氨酸tRNA，只是某些参数有所不同。tRNA在溶液中的构型与其晶体结构一致.

 

功能:

  tRNA的三叶草结构

主要是携带氨基酸进入核糖体，在mRNA指导下合成蛋白质。即以mRNA为模板，将其中具有密码意义的核苷酸顺序翻译成蛋白质中的氨基酸顺序（见蛋白质

  tRNA循环

的生物合成、核糖体）。tRNA与mRNA是通过反密码子与密码子相互作用而发生关系的。在肽链生成过程中，第一个进入核糖体与mRNA起始密码子结合的tRNA叫起始tRNA，其余tRNA参与肽链延伸，称为延伸tRNA，按照mRNA上密码的排列，携带特定氨基酸的tRNA依次进入核糖体。形成肽链后，tRNA即从核糖体释放出来。整个过程叫做tRNA循环（图3）。tRNA靠反密码子与mRNA识别，但并非一种反密码子只能识别一种密码子。例如反密码子CIG（I是次黄嘌呤核苷酸）能识别三种密码子。一般反密码子中的稀有核苷酸因配对不严格而能识别多种密码子，这种现象在生物学中称为“摆动性”

tRNA是通过分子中3′端的CCA携带氨基酸的。氨基酸连接在腺苷酸的2′或3′OH基上，携带了氨基酸的tRNA叫氨酰tRNA，例如，携带甘氨酸的tRNA叫甘氨酰tRNA。氨基酸与tRNA的结合由氨酰tRNA合成酶催化，分二步进行：①氨基酸+ATP→氨酰-AMP+焦磷酸；②氨酰-AMP+tRNA→氨酰-tRNA+AMP。与一种氨基酸对应的至少有一种tRNA和一种氨酰-tRNA合成酶（见蛋白质生物合成）。

tRNA还具有其他一些特异功能，例如，在没有核糖体或其他核酸分子参与下，携带氨基酸转移至专一的受体分子，以合成细胞膜或细胞壁组分；作为反转录酶引物参与DNA合成；作为某些酶的抑制剂等。有的氨酰-tRNA还能调节氨基酸的生物合成。在许多植物病毒RNA分子中发现有类似于tRNA的三叶草结构，有的也能接受氨基酸，其功能不详。

Answer 2

三叶草结构，一端携带氨基酸，三叶草头部有反密码子，可以与mRNA上的密码子进行碱基互补配对。搬运氨基酸到核糖体，进行蛋白质的合成。

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