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tRNA Activation02:26

tRNA Activation

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Aminoacyl-tRNA synthetases are present in both eukaryotes and bacteria. Though eukaryotes have 20 different aminoacyl-tRNA synthetases to couple to 20 amino acids, many bacteria do not have genes for all of these aminoacyl-tRNA synthetases. Despite this, they still use all 20 amino acids to synthesize their proteins. For instance, some bacteria do not have the gene encoding the enzyme that couples glutamine with its partner tRNA. In these organisms, one enzyme adds glutamic acid to all of the...
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tRNA Activation02:26

tRNA Activation

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Transfer RNA Synthesis02:36

Transfer RNA Synthesis

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One of the unique features of tRNA is the presence of modified bases. In some tRNAs, modified bases account for nearly 20% of the total bases in the molecule. Altogether, these unusual bases protect the tRNA from enzymatic degradation by RNases.
Each of these chemical modifications is carried by a specific enzyme, post-transcription. All of these enzymes have unique base and site-specificity. Methylation, the most common chemical modification, is carried by at least nine different enzymes, with...
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Transfer RNA Synthesis02:36

Transfer RNA Synthesis

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Improving Translational Accuracy02:07

Improving Translational Accuracy

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Base complementarity between the three base pairs of mRNA codon and the tRNA anticodon is not a failsafe mechanism. Inaccuracies can range from a single mismatch to no correct base pairing at all. The free energy difference between the correct and nearly correct base pairs can be as small as 3 kcal/ mol. With complementarity being the only proofreading step, the estimated error frequency would be one wrong amino acid in every 100 amino acids incorporated. However, error frequencies observed in...
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Types of RNA01:20

Types of RNA

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Three main types of RNA are involved in protein synthesis: messenger RNA (mRNA), transfer RNA (tRNA), and ribosomal RNA (rRNA). These RNAs perform diverse functions and can be broadly classified as protein-coding or non-coding RNA. Non-coding RNAs play important roles in regulating gene expression in response to developmental and environmental changes. Non-coding RNAs in prokaryotes can be manipulated to develop more effective antibacterial drugs for human or animal use.
RNA Performs Diverse...
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Zhenling Cui1, Viktor Stein1, Zakir Tnimov1

  • 1Institute for Molecular Bioscience and the Australian Institute for Bioengeneering and Nanotechnology, The University of Queensland, St. Lucia, Queensland 4072, Australia.

Journal of the American Chemical Society
|March 31, 2015
PubMed
まとめ

研究者は,遺伝子コードを拡張するためにエンジニアリングされたtRNAを使用して,新しい半合成翻訳システムを開発しました. このシステムは,タンパク質の効率的な合成を可能にし,複数の感覚コードンの再割り当てを可能にします.

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科学分野:

  • 合成生物学 合成生物学とは
  • タンパク質エンジニアリングは,
  • 分子生物学は分子生物学である.

背景:

  • 遺伝子コードの拡張は,合成生物学とタンパク質工学において極めて重要です.
  • 既存の方法は,tRNAの相互作用や感覚コードンの再割り当てに苦戦していることが多い.
  • 座標的なコドン再配置には,簡素化されたtRNAシステムが必要である.

研究 の 目的:

  • 簡素化された合成tRNA補充を用いたインビトロタンパク質合成システムを確立する.
  • 遺伝コードの拡張のための感覚コドンを正交点にする.
  • 合成tRNAの全61の感覚コードンに対する解読能力を分析する.

主な方法:

  • 定量的インビトロペプチド合成アッセイを開発しました.
  • 合成および精製されたネイティブtRNAを使用した半合成tRNA補充を作成しました.
  • スーパーフォルダのGFP配列を使用して長いポリペプチドを翻訳するシステムの能力をテストしました.

主要な成果:

  • 48の合成Escherichia coli tRNAのほとんどは,細胞のないシステムで翻訳をサポートしています.
  • 半合成のtRNA補完体は,tRNAが欠乏したリゼートに翻訳を復元した.
  • このシステムは,長いポリペプチドを効率的に合成し,その能力を実証しました.

結論:

  • 新しく開発された半合成翻訳システムは,tRNAエンジニアリングの強力なツールです.
  • このシステムは,少なくとも9つの感覚コードンの再割り当てを可能にします.
  • 新種のアミノ酸成分を持つタンパク質の生成を促進します.