TmRNA

tmRNA ist die Kurzform für transfer-messenger-RNA. Es handelt sich um eine kleine stabile Ribonukleinsäure (kurz RNA). Der Name ist eine Kombination aus tRNA (transfer-RNA) und mRNA (messenger-RNA). Namensgebend hierbei ist die Fähigkeit Eigenschaften beider RNA-Typen zu vereinen. Weitere aber veraltete geläufige Namen sind 10S RNA und 10Sa RNA.

Funktion

Bei der Translation von mRNA an Ribosomen zu Proteinen kann es vorkommen, dass der mRNA ein Stoppcodon fehlt. Dies führt zu zwei grundlegenden Problemen. Zum einen verklemmen die Ribosomen durch derartig anomale RNA. Dies geschieht bei Escherichia coli während des Lebensdauer bis zu 13.000 mal. Zum anderen erfüllen die dabei hergestellten Proteine und Peptide keine Aufgabe und sind potentiell schädlich für die Zelle.

Um dem zu begegnen erfüllt die tmRNA folgende wichtige Funktionen:

1. Sie befreit verklemmte Ribosomen von der anomalen mRNA.
2. Sie markiert die bei der Translation entstanden unvollständiger Pepditketten.
3. Sie unterstützt den Abbau der anomalen mRNA.

Arbeitsweise

Durch ihre Form ist die tmRNA wie eine tRNA in der Lage an das verklemmte Ribosom anzudocken und so den Translationsprozess wieder aufzunehmen. Dazu schiebt sie dem Ribosom ihren eigenen mRNA-Teil unter. Der Translationsprozess wird nun mit diesem fortgesetzt. Dadurch wird die bisher hergestellte Peptidkette um eine spezielle Markierung in Form eines Peptidketten-Restes erweitert und so zur Protolyse freigegeben. Ein Stopcodon auf dem mRNA-Teil bewirkt am Ende die Freigabe des Ribosoms. Einige Regionen der tmRNA beeinflussen den Prozess des Abbaus der anomalen RNA. Es wird vermutet, das RNaseR diesen Abbau vollzieht, da es im Komplex mit tmRNA und SmpB gefunden wurde. Es ist bis jetzt unklar, wie der tmRNA-SmpB-Komplex verklemmte Ribosomen erkennt.

Aufbau

Der tRNA-Teil der tmRNA besitzt eine D-Schleife (aber keinen Stamm) und einen T-Stamm. Er besitzt außerdem einen Akzeptor-Stamm, der Alanin akzeptiert. Dazu erfüllt die Struktur die minimalen Anforderungen für die Alanin-tRNA-Synthetase, um diese zu erkennen und Alanin an den Akzeptor-Stamm zu binden.

Anstellte der Anti-Codon-Region besitzt die tmRNA einen offenen Leserahmen, der für den Peptid-Marker codiert. Außerdem besitzt sie vier Pseudo-Knoten, deren exakte Funktion noch unklar ist. Es wird angenommen, dass SmpB an die D-Schleife bindet, aber die Existenz anderer Bindungsstellen und deren Interaktionen ist umstritten. Eine Struktur der tRNA-ähnlichen Domäne der rmRNA wurde in einem Komplex mit dem SmpB Protein identifiziert.^[1]

Gen

Das Gen, welches die tmRNA kodiert heißt ssrA. Es wurde in allen vollständig sequenzierten Bakterien- (in 17 von 20 Stämmen) und in bestimmten Phagen-, Mitochondrien- und Plasmit-Genomen identifiziert, aber (bisher) nicht in Genomen von Archaeen oder Eukaryonten.

Einzelnachweise

1. ↑ Bessho Y, Shibata R, Sekine S, et al: Structural basis for functional mimicry of long-variable-arm tRNA by transfer-messenger RNA. In: Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.. 104, Nr. 20, 2007, S. 8293–8. doi:10.1073/pnas.0700402104. PMID 17488812

Weblinks

• tmRDB: Eine Datenbank für tmRNA-Sequenzen
• Die tmRNA-Website
• Rfam-Eintrag for tmRNA