27.3. Молекулы транспортных РНК имеют общий план строения

В 1965 г, Роберт Холли (Robert Holley) после семи лет упорных поисков впервые определил последовательность оснований одной из транспортных РНК. При исследовании дрожжевой аланиновой тРНК была получена первая полная последовательность нуклеиновой кислоты. Эта работа стала источником новых идей, касающихся биологической активности молекулы тРНК. В процессе расшифровки последовательности Холли разработал общие методы для определения последовательности нуклеотидов в нуклеиновых кислотах. Последовательность дрож-

Рис. 27.3. Исправление ошибок с помощью гидролиза ошибочного продукта.

Рис. 27.4. Последовательность оснований дрожжевой аланиновой тРНК. Модифицированные нуклеозиды (отмечены зеленым) сокращенно обозначаются следующим образом: инозин - I, метилинозин - дигидроуридин - риботимидин псевдоуридин - метилгуанозин - и диметилгуанозин -

жевой аланиновой тРНК показана на рис. 27.4. Молекула представляет собой одну цепь из 76 рибонуклеотидов. -конец фосфорилирован а 3-конец имеет свободную 3-гидроксильную группу. Характерная особенность этой молекулы - высокое содержание оснований, отличных от В ней содержится девять необычных нуклеотидов: инозин, псевдоуридин, дигидроуридин, риботимидин и метилированные производные гуанозина и инозина. Участок прикрепления аминокислоты представляет собой 3-гидроксильную группу остатка аденозина на 3-конце молекулы. Последовательность в середине молекулы - антикодон. Он комплементарен одному из кодонов аланина.

Вскоре были определены последовательности нескольких других молекул тРНК. К настоящему времени уже известны последовательности более 70 тРНК. Самое удивительное, что все эти последовательности можно изобразить в форме клеверного листа, в котором около половины нуклеотидов образует пары оснований. Следовательно, молекулы тРНК обладают многими общими структурными особенностями. В этом факте нет ничего неожиданного, так как все молекулы тРНК должны взаимодействовать примерно одинаковым образом с рибосомами и мРНК. Говоря конкретно, все молекулы тРНК должны укладываться в А- и -участки рибосомы и должны взаимодействовать с ферментом, катализирующим образование пептидной связи.

Все молекулы транспортных РНК обладают следующими общими свойствами.

1. Все они представляют собой одну цепь длиной от 73 до 93 рибонуклеотидов (масса около

2. Они содержат много необычных оснований, как правило, от 7 до 15 на молекулу. Многие из этих необычных оснований представляют собой метилированные или диметилированные производные которые образуются путем ферментативной модификации тРНК-предшественника (разд. 25.17). Роль этих необычных оснований неизвестна. Вполне возможно, что метилирование препятствует спариванию некоторых оснований и делает их таким образом доступными для других взаимодействий. Кроме того, метилирование изменяет ги-дрофобность некоторых участков тРНК, что может иметь важное значение для их взаимодействия с синтетазами и рибосомными белками.

3. 5-конец тРНК фосфорилирован. На -конце обычно расположен остаток

4. На 3-конце всех тРНК находится последовательность ССА. Активированная аминогруппа прикрепляется к 3-гидрок-сильной группе концевого аденозина.

5. Примерно половина нуклеотидов тРНК спарена и образует участки двойной спирали (рис. 27.5). Не спарены пять групп оснований: 3-концевая область ССА (акцепторная ветвь); ЩС-петля, которая получила свое название по последовательности ри-ботимидин - псевдоурацил - цитозин; добавочная петля, число остатков которой различно в разных тРНК; дигидроуридило-вая петля, которая содержит несколько остатков дигидроуридина; антикодоновая петля.

6. Антикодоновая петля состоит из семи оснований, расположенных в следующей последовательности: