biosintesis tRNA

Transfer RNA (tRNA) merupakan molekul kecil yang memiliki 75-95 nukliotida. Dalam stiap sel memiliki bermacam-macam molekul tRNA. Fungsi utama tRNA adalah membawa asam amino dalam proses translasi kodon mRNA menjadi rangkaian asam amino yang kemudian membentuk protein. Struktur sekunder dari tRNA berbentuk daun waru (clover leaf) (gambar 1 dan 2).
tRNA memiliki peran penting sebagai adaptor antara mRNA dan protein, dimana interaksi antikodon dengan mRNA pada salah satu ujung L yang membawa asam amino dan pada ujung lainnya berfungsi sebagai tempat berkondensasinya ikatan peptida yang terbentuk dari pengabungan antara tRNA yang lainnya di komplek ribosom.
Terdapat lima bagian tRNA, yaitu :
1. Bagian tangan asam amino, pada kedua ujung 5’ dan 3’. Spesifik asam amino terikat secara kovalen pada ujung 3’.
2. Bagian tangan DHU mengandung basa dihydrouracil.
3. Bagian tangan tambahan, tidak selalu ada, panjang dan besarnya bervariasi tergantung jenis tRNA
4. Bagian tangan anti kodon berupa lengkungan yang mengikat triplet anti kodon.
5. Bagian T-Y-C bagian ini terdiri dari tiga ribonucleotides, ribothymidine, pseudouridine and cytosine
Gambar 1. Struktur sekunder tRNA 3 dimensi
Proses translasi bisa berjalan jika tRNA matang tersedia dan dikenali oleh aminoacyl tRNA synthetase untuk mengikat asam amino pada ujung 3’. Melalui reaksi biokimia :
Amino acid + ATP à Amino acid-AMP + OH-tRNA à Amino acid-O-tRNA + AMP + 2PPi
Ikatan amino acid tRNA merupakan ikatan kaya energi sehingga memudahkan asam amino membentuk ikatan peptida dengan asam amino selanjutnya untuk membentuk protein (Gambar 2).

Gambar 2. Proses aminoacilasi tRNA dan translasi mRNA
tRNA dibuat dari rangakai DNA dengan bantuan RNA polimerase III. Pertama kali yang terbentuk adalah prekursor (pre) tRNA berupa dalam bentuk mononumerik. Untuk dapat digunakan sebagai adaptor perlu ada proses aminoacylasi sebagai mana dijelaskan diatas. Dalam proses ini diperlukan tRNA yang matang (mature). Sejumlah proses enzimatik terlibat dalam reaksi pembentukan dari pre tRNA sampai tRNA matang.
Pada organisme prokariotik tRNA bersama-sama dengan 5S, 16S dan 23SrRNA ditranskripsi dari DNA dengan bantuan enzim polimerase RNA III (gambar 3).
Gambar 3. Transkripsi tRNA dan rRNA pada prokariotik
Pada organisme eukariotik tRNA berasal dari transkripsi DNA dengan bantuan RNA polimerase III di nukleoplasma. Adanya A box dan B box yang ada dalam membedakan dengannya dengan proses transkripsi pada prokariotik (gambar 4). RNA polimerase III dibantu oleh faktor proetein TFIIIB dan TFIIIC yang menempel pada promoter, sedangkan pada rRNA memiliki faktor protein yang sama namun ada tambahannya yaitu TFIIIA.
Gambar 4. Transkripsi tRNA pada eukariotik
Setelah proses transkripsi selesai pre tRNA dibawa ke sitoplasma yang kemudian terjadi proses pematangan tRNA yang memiliki lima langkah utama (gambar 5):
1. Pemutusan kepala 5’ oleh RNase P. Proses ini membutuhkan ribonukleo komplek.
2. Pemutusan ekor 3’ oleh kombinasi endonuklease dan exonuklease.
3. Penambahan CCA khusus pada organisme eukariotik.
4. Pemutusan intron, terutama pada organisme eukariotik.
5. Modifikasi sejumlah residu tRNA.
Gambar 5. Skema pre tRNA menjadi RNA matang. Nukleotida digambarkan dengan lingkaran. Bagian tRNA matang (hijau), kepala dan ekor berupa (ungu), intron (biru) dan anti kodon (merah).

Sumber :
Anita K. Hopper and Eric M. Phizicky. 2003 tRNA transfers to the limelight. Genes & Dev. 17: 162-180