L’acido ribonucleico a trasferimento aminoacilico (aminoacil tRNA) viene utilizzato nella traduzione di sequenze di mRNA in proteine. L’aminoacil tRNA è costituito da un filamento di RNA che comprende un gruppo di tre nucleotidi, chiamato codone, uniti a un amminoacido. Ogni codone è associato a un amminoacido specifico, sebbene vi sia una certa ridondanza; alcuni aminoacidi sono associati a più codoni. Questa forma di tRNA aiuta a trasportare gli amminoacidi nel ribosoma, dove ha luogo la traduzione, e il codone tRNA si accoppia quindi con una sequenza complementare sul filamento di mRNA, permettendo al suo amminoacido affine di unirsi alla catena polipeptidica formata durante la traduzione. Attraverso questo processo, le informazioni genetiche originariamente contenute nel filamento di tRNA possono essere convertite in amminoacidi che vengono utilizzati per formare le proteine.
Dopo che le molecole di tRNA sono state trascritte dalla sequenza di DNA che codifica per esse, esiste un processo in due fasi per convertire questi filamenti di tRNA in molecole di tRNA aminoaciliche. Queste reazioni avvengono all’interno dell’enzima specifico di aminoacil tRNA sintetasi per un dato aminoacido. Esistono 20 tipi di questi enzimi in tutto, uno per ogni aminoacido.
Inizialmente, deve essere attivato l’amminoacido che deve essere accoppiato per la sequenza di tRNA. Ciò si ottiene adenilando l’amminoacido o legandolo a una molecola di adenosina monofosfato (AMP) in una reazione che consuma energia. Il tRNA si trasferisce quindi al complesso aminoacido-AMP e rimuove l’AMP per unirsi all’amminoacido. L’AMP in questa reazione proviene dall’adenosina trifosfato (ATP), che si converte in AMP e una molecola di pirofosfato che fornisce l’energia per questa reazione.
Gli enzimi aminacil tRNA sintetasi sono macromolecole che riconoscono quali sequenze di tRNA si accoppiano all’amminoacido corretto in un paio di modi diversi. Gli enzimi hanno regioni anticodoniche del proprio tRNA, in grado di riconoscere le sequenze dei codoni del tRNA. In alternativa, l’enzima può riconoscere siti accettori su sequenze di tRNA che si trovano alle estremità delle molecole.
Questi siti di riconoscimento multiplo assicurano che gli amminoacidi siano accoppiati alle sequenze corrette di tRNA e sono particolarmente importanti per gli amminoacidi come la serina, che possono abbinare a sei diversi codoni di tRNA. Le sequenze di tRNA contengono anche informazioni genetiche oltre a un codone e ai siti accettori. Esistono basi discriminanti attorno al codone che impediscono all’enzima sbagliato di aminoacil tRNA sintetasi di assorbirlo e usarlo in una reazione.