tRNA到底有多少種?

密碼子有64個,除去三個終止密碼子,其對應的反密碼子理論上有61個,那麼應該是有61種tRNA,但我們老師說只要20種tRNA,好奇怪,為什麼?


首先,怎麼算「一種」tRNA?是 (a)攜帶同一個氨基酸的都算一種,(b)識別同一批密碼子的都算一種(即所謂的等受體tRNA, isoacceptor tRNA),(c)還是序列(包括修飾鹼基)完全相同的才算一種?

如果是(a), 人類有21種tRNA("多出來"的一種在特定情況下用UGA終止密碼子編碼硒代半胱氨酸)【1】。

如果是(b),人類細胞質有49種等受體tRNA,線粒體有22種【2】。

如果是(c),儘管tRNA組學技術一直在發展,但我懷疑到現在仍然沒有搞清楚人類的tRNA有幾種。

細胞中一種trna是否只有一種? - 知乎

舉兩個例子:
哺乳動物的賴氨酸tRNA就有3個 (不包括線粒體),其中 tRNA lys 1和2隻差一個鹼基,均識別密碼子AAG,tRNA lys 3能夠識別AAG和AAA但是偏好AAA[1]。HIV病毒的逆轉錄過程需要裹挾宿主的tRNA lys 3作為引物,而不是其他兩種賴氨酸tRNA[2]。
下面這兩個都是釀酒酵母的苯丙氨酸tRNA[3],幾乎一模一樣的,就差一個鹼基對。(猜猜用什麼方法可以將二者分離?)
https://pic1.zhimg.com/v2-e946f39366bf213a7d7249c15c149798_b.jpg

參考文獻:
[1] Nucleotide sequence of three isoaccepting lysine tRNAs from rabbit liver and SV40-transformed mouse fibroblasts.
[2] Complete nucleotide sequence of the AIDS virus, HTLV-III.
[3] The crystal structure of yeast phenylalanine tRNA at 1.93 A resolution: a classic structure revisited.

參考文獻:

【1】Natural expansion of the genetic code

【2】Emerging roles of tRNA in adaptive translation, signalling dynamics and disease


一般細胞中有~40種tRNA,並沒有61種那麼多,主要是因為codon的搖擺性——由於鹼基堆積力主要在前兩個密碼子,所以前兩個密碼子必須嚴格配對,而第三個密碼子的空間則比較寬鬆,並非嚴格完全按照Wason-Crick鹼基配對,它也可能與其他鹼基形成請鍵,完成配對,而且反密碼子中第三個鹼基還可能變成次黃嘌呤,次黃嘌呤可以與ACU三種鹼基配對,U可以和AG配對,G可以和CU配對,A只能和U配對,C也只能和G配對,這就是密碼子的搖擺性。所以tRNA數量沒那麼多。

另外在線粒體中比較特殊,它只有22種tRNA,因為它的U可以與四種鹼基均配對,因而它的code與正常細胞有稍微的區別。如果想知道更詳細的,可以自己去查查資料。


在回答這個問題之前,我想先給題主兩個意見。

1:這種較為學術型的問題,在問之前最好先說明自己理解到哪了,是個什麼樣的知識儲備量,這樣我們才能根據題主不懂的地方進行解疑。比如說這道題,大部分人認同的是20種tRNA,但要深究我也不知道有多少種。

2:如果是大部分人認同的教科書知識,那我建議答主與其花這個時間刷知乎求解不如多翻兩遍書,多看幾遍,確定自己是遇到瓶頸了再向別人求救。

進入正題。

我們知道,tRNA是裝運RNA,能將所攜帶的氨基酸運送到核糖體上。

這就是tRNA的結構了,上面的ACC就是氨基酸的結合位點。34,35,36號位點為反密碼子結合位點,作用就是識別mRNA上的密碼子,與核糖體上的mRNA配對後將氨基酸運送到需要合成的蛋白質身上。

因此也可以說tRNA具有解碼作用。

這就是通用的遺傳密碼子了。

從密碼子的角度來說的確每個tRNA都不一樣。

但是tRNA的另一個決定因素——氨基酸可不是這麼想的。

有的時候tRNA上的反密碼子不一樣,可是上面所攜帶的氨基酸又是一樣的。(誰能告訴我手機端怎麼加粗,這句話應該加粗的呀嚶嚶嚶嚶)

我們可以從密碼子的角度給tRNA命名,這樣的話可以得到例如UAU-tRNA,CCC-tRNA等60種不同名字的tRNA。

同時也可以從氨基酸的角度給tRNA命名,這樣的話可以得到苯丙氨酸tRNA,丙氨酸tRNA等20種不同名字的RNA。

那麼問題來了,你告訴我哪種好記?

毫無疑問是下面那種啊,只需要記20種。

當然這種好記只是暫時的,後期的學習中還是要把欠下的債還上,即把每一種氨基酸tRNA有多少密碼子都給補上。

綜上,認真看了上面tRNA的結構就會發現,其實並不是只有20種tRNA,準確的說這61種tRNA的確都不一樣,但是為了方便記憶,生物學家便把攜帶同一種氨基酸的tRNA歸為同一類,由於只有20種氨基酸,便成為了現在的公眾所知的只有21種(加終止密碼子)tRNA了。


突然上了一門生物課。上面說tRNA有大約45種,於是發出了同樣的疑問,就順手搜了一下:

To provide a one-to-one correspondence between tRNA molecules and codons that specify amino acids, 61 types of tRNA molecules would be required per cell. However, many cells contain fewer than 61 types of tRNAs because the wobble base is capable of binding to several, though not necessarily all, of the codons that specify a particular amino acid. A minimum of 31 tRNA are required to translate, unambiguously, all 61 sense codons of the standard genetic code

以上來自wiki

感覺就是說前兩個鹼基就可以可以確定一種氨基酸吧,所以即使結合的不是那麼緊密但是還是湊活可以用?並不是學生物的。理解有錯的話求大神指正


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