導入
トランスファーリボ核酸、またはトランスファー RNAまたはtRNAは、70 ～ 100 ヌクレオチド長の短い RNA であり、細胞内のタンパク質合成に関与します。それらは、遺伝メッセージを翻訳し、遺伝暗号を読み取る際の重要な仲介者です。これらは、メッセンジャー RNA に含まれる遺伝情報からタンパク質を組み立てる役割を担う細胞機械であるリボソームにアミノ酸を届けます。生きた細胞には数十種類の tRNA が含まれており、それぞれがアミノ酸の 1 つに特異的です。
遺伝メッセージの翻訳における役割
tRNA は、約 70 ～ 100 ヌクレオチド長の一本鎖リボ核酸で、生細胞の細胞質または細胞小器官に存在します。これらは非コーディング RNA であり、ゲノムにコードされている遺伝子から転写されます。それらは折り畳まれて、いくつかのステムループからなる複雑な構造になります。
細胞内でのそれらの機能は、メッセンジャー RNA によって運ばれる遺伝情報と、このメッセンジャー RNA (mRNA) によってコードされるタンパク質に含まれるアミノ酸との間の対応を確保することです。彼らは遺伝暗号の翻訳において重要な役割を果たします。 tRNA は、エステル結合によって 3′-OH 末端に結合した 20 個のアミノ酸のうちの 1 つ (図 1 の β) を保持し、これをリボソームに輸送します。各 tRNA の 3 つのヌクレオチドは、アミノ酸に特異的なアンチコドン (図 1 の α) を形成します。アンチコドンはメッセンジャー RNA 上のコドンと対になり、遺伝暗号に従ってコドンとアミノ酸の対応が保証されます。
コドンとアンチコドンの相互作用はリボソーム内で起こり、mRNA と tRNA の塩基の相補性を確認します。この際、リボソームは合成時のタンパク質鎖の伸長（ペプチド転移反応）を触媒し、メッセンジャーRNA上を進みます。
tRNA がリボソームによって使用されると、その 3′-OH 末端にはアミノ酸がなくなります。次に、特定のアミノ酸のエステル化を触媒する、アミノアシル tRNA シンテターゼと呼ばれる特定の酵素によって再充電されます。通常、アミノ酸ごとに 1 つずつ、合計 20 のアミノアシル tRNA シンテターゼが存在します。
合成
tRNA は、ゲノムDNA にある遺伝子からの転写によって合成されます。細菌では、いくつかの tRNA がオペロンとしてグループ化され、単一の前駆体として転写され、その後切断されることがよくあります。真核生物では、tRNA は RNAポリメラーゼIII によって特異的に転写されます。
一次転写物は通常、末端を切断する多数の酵素によって処理されます。リボヌクレアーゼ P は 5′ 末端を成熟させ、いくつかのリボヌクレアーゼが 3′ 側の成熟に関与します。次に、特定の酵素である tRNA ヌクレオチジルトランスフェラーゼまたは「CCAse」が介入して、CCA 配列で終わる 3′ 末端を付加または修復します。
その後、tRNA はヌクレオチド修飾のいくつかの段階を経て、場合によっては特定の真核生物の tRNA で観察されるイントロン スプライシングも行われます。
