RNA di trasporto - TRNA - biologia molecolare

L'RNA di trasporto o tRNA o RNA transfer è una molecola formata da RNA nella quale, oltre alle classiche A, G, C e U, figurano altre basi modificate. La funzione dell'RNA di trasporto è quella di agganciare gli aminoacidi per condurli fino ai ribosomi nei quali avviene la sintesi proteica.

Il ruolo giocato dai tRNA è di fondamentale importanza in quanto garantiscono un costante “rifornimento” dei corretti aminoacidi a livello del ribosoma.

Struttura del tRNA

La struttura del tRNA può essere immaginata come un lungo filamento che si ripiega a quadrifoglio. Il ripiegamento è reso possibile da alcune sequenze di RNA, localizzate a livello dei cosiddetti bracci, che si appaiano tra loro lasciando piccole porzioni di RNA che assumono un andamento circolare.

Nel tRNA si distinguono alcuni elementi caratteristici. Lo stelo accettore è localizzato dai primi nucleotidi in direzione 3'→5', il braccio D è caratteristico della presenza di una diidrouridina, il braccio extra è una leggera prototurberanza che si affianca al braccio TΨC dove trova posto una pseudopurina. L'estremità 3' è meritevole di attenzione in quanto i tre ultimi nucleotidi sono sempre 5'-CCA-3'.

Anticodone

Nel tRNA esiste una porzione definita da tre nucleotidi che prende complessivamente il nome di anticodone. È in questa zona che il tRNA si lega al ribosoma dove, precedentemente, è stato ospitato l'mRNA.

Potrebbe sembrare semplice comprendere che anticodone e codone sono due elementi estremamente specifici e, di conseguenza, ipotizzare che per ogni tripletta dell'mRNA si possa legare una tripletta di un solo tipo di tRNA che, a sua volta trasporta un singolo aminoacido. In realtà questo discorso deve essere approfondito poiché ci sono delle interessanti considerazioni da fare.

Sappiamo che il tRNA può avere differenti basi modificate rispetto alle “classiche” U, C, G, A, tra cui le pseudopurine. Nella regione dell'anticodone, tuttavia, questa basi non trovano posto per cui, in linea teorica, potrebbero esistere 64 combinazioni differenti poiché 4³ = 64. Diciamo subito che tre sequenze codoni sono di stop per cui il numero di combinazioni rimaste diminiusce a 61. Gli aminoacidi proteinogenici, cioè gli aminoacidi che prendono parte attiva nella costituzione primaria della proteina, sono 20 per cui alcuni di essi possono essere “agganciati” da differenti tRNA che possiedono differenti anticodoni. Nel caso in cui, in diverse molecole di tRNA, più codoni possano agganciare uno stesso aminoacido prendono il nome di sinonimi. Soltanto la metionina e il triptofano possiedono un unico codone che è, rispettivamente, AUG ed UGG.

A livello dell'anticodone è possibile un aggancio alternativo tra i nucleotidi che viene illustrato secondo la teoria del tentennamento dell'appaiamento. In base a questa teoria è possibile spiegare un legame G-U a livello del terzo nucleotide per via di una flessibilità tridimensionale della catena del tRNA.

Sintesi del tRNA

Le molecole di tRNA originano da un precursore di RNA molto lungo sintetizzato a opera di una RNA polimerasi III.

Per ottenere un tRNA maturo è necessario rimuovere alcune sequenze dal braccio 5' e dal braccio 3' e, come vedremo, aggiungere tre nucleotidi in direzione 5'→3'. Inoltre un processo ulteriore di maturazione è dato dallo splicing del tRNA che tratteremo in modo approfondito più avanti.