6) Transkripce. Bakteriální RNA-polymeráza katalyzuje transkripci všech uvedených typů primárních transkriptů (na rozdíl od eukaryot).

Transkript

1 6) Transkripce Transkripce bakteriálního genomu Jde o přenos genetické informace z DNA do RNA. Katalyzuje ji enzym RNA-polymeráza (transkriptáza). Další názvy:dna-řízená RNApolymeráza, DNA-řízená RNA-nukleotidyltransferáza, DNA-dependentní RNA-polymeráza. Na rozdíl od primázy, která katalyzuje při replikaci syntézu krátkých fragmentů RNA v závislosti na primozomu, RNA-polymeráza katalyzuje při transkripci na matricovém DNAřetězci syntézu dlouhých primárních transkriptů a váže se na promotor. Typy primárních transkriptů: 1. Mediátorová ribonukleová kyselina (mrna): nese přepis genetické informace obsažené ve strukturních genech a slouží jako matrice pro syntézu polypeptidového řetězce na ribosomu. U bakterií se tvoří jako primární transkript, který nepodléhá již posttranskripční úpravě sestřihem. 2. Prekurzorová ribozomová ribonukleová kyselina (pre-rrna): primární transkript genů pro rrna, je posttranskripčně upravován na různé funkční typy ribozomové ribonukleové kyseliny (rrna). 3. Prekurzorová transferová ribonukleová kyselina (pre-trna): primární transkript genů pro trna, je posttranskripčně upravován na různé funkční typy transferové ribonukleové kyseliny (trna). Bakteriální RNA-polymeráza katalyzuje transkripci všech uvedených typů primárních transkriptů (na rozdíl od eukaryot). Všechny typy transkripčních jednotek (trans. jedn. obsahující (1) strukturní geny, (2) geny pro rrna, (3) geny pro trna) mají stejnou strukturu. Obsahují: (1) promotor (2) geny (obvykle více na rozdíl od eukaryot) (3) terminátor Primární transkript tedy většinou obsahuje přepis více genů. Je polygenní (polycistronní). RNA-polymeráza Protein, který se skládá z několika podjednotek: 2 a o molekulové hmotnosti po udržují stabilitu celé molekuly polymerázy 1 b o molekulové hmotnosti podmiňuje vazbu ribonukleotidů na polymerázu 1 b o molekulové hmotnosti zajišťuje spojení matricového DNA-řetězce s RNApolymerázou

2 1 s o molekulové hmotnosti (faktor s) je důležitá pro specifickou vazbu mezi RNA- tj. transkripce polymerázou a promotoru. Bez ní se RNA-polymeráza váže na DNA, ale nespecificky, nezačíná na specifickém, ale na náhodném místě. Tuto strukturu má většina bakteriálních RNA-polymeráz. Transkripční jednotka bakteriálního genomu Operony Neoperonové transkripční jednotky Oba typy transkripčních a terminátor. jednotek obsahují promotor, startovací nukleotid, přepisované geny U operonů se mezi promotorem a startovacím nukleotidem nachází regulační oblast, tzv. operátor Struktura operonu

3 Fáze transkripce Iniciace transkripce sled dějů zahrnující navázání RNA-polymerázy na promotor a zahájení syntézy RNA-řetězce. Elongace RNA-řetězce postupné připojování nukleosid-5 -monofosfátů k 3 -konci RNA- řetězce při jeho polymerizaci na matricovém řetězci. Terminace transkripce zakončení transkripce transkripční jednotky. Jedná se o zastavení elongace RNA-řetězce na terminátoru a jeho uvolnění z matricového řetězce. Bakteriální promotor Sekvence kolem nukleotidu -35, její konvenční sekvence je 5 TTGACAT3 Sekvence kolem nukleotidu -10, označuje se jako Pribnowův box, 5 TATAAT3 Promotory jednotlivých transkripčních jednotek si jsou do určité míry podobné, nejsou však totožné. Jejich podobnost v nukleotidových sekvencích zajišťuje jejich afinitu k jediné RNA- polymeráze, rozdíly mezi nimi určují míru afinity, tj. o síle promotorů. Silný promotor se vyznačuje vysokou mírou iniciace transkripce, na rozdíl od slabého promotoru. Promotor je tím silnější, čím je sekvence jeho Pribnowova boxu a sekvence kolem nukleotidu -35 bližší konvenční sekvenci

4 Srovnání prokaryotického a eukaryotického promotoru Iniciace transkripce RNA-polymeráza se prostřednictvím s-faktoru váže na promotorovou sekvenci -35 a na Pribnowův box, výsledkem je tzv. uzavřený binární komplex (komplex mezi RNA-polymerázou a DNA, jejíž řetězce nebyly odděleny). RNA-polymeráza mění svoji konformaci, což se projeví změnou tvaru a délky. s-faktor se váže na sekvenci -35 a k Pribnovowu boxu. Funkce sekvence -35 je rozpoznávací (váže se na ni pouze s-faktor), funkce Pribnowova boxu spočívá v tom, že přeměňuje uzavřený binární komplex na otevřený. Zde se uvolňují vazby mezi negativním a pozitivním řetězcem DNA a DNA se rozvine. RNA-polymeráza zůstává na stejném místě, od startovacího nukleotidu začíná katalyzovat první reakci za tvorby fosfodiesterové vazby. Produktem je dinukleotid, vzniká otevřený ternární komplex.

5

6 Vazba RNA-polymerázy na promotor Vazba RNA-polymerázy na DNA iniciace transkripce Elongace RNA-řetězce Za startovacím řetězcem pokračuje syntéza RNA a prodlužování jejího řetězce. Tuto reakci katalyzuje RNA-polymeráza bez s-faktoru, který se z ní uvolnil, jakmile se vytvořil počáteční fragment RNA. Místo s-faktoru, se na RNA polymerázu naváže protein NusA, se kterým polymeráza dorazí až k terminátoru. Když se z terminátoru uvolní, je protein NusA opět nahrazen s-faktorem a RNA-polymeráza je připravena pro další iniciaci transkripce.

7 RNA-polymeráza se posunuje po řetězci a připojuje asi 40 nukleotidů/s. Délka oblasti DNA, která je v ternárním komplexu otevřená, činí asi 18 bp. Hybrid RNA-DNA je dlouhý jen 2-3 bp. Při pohybu RNA-polymerázy podél dvoušroubovice DNA dochází v místě jejich čelního styku k rozplétání DNA a v místě dotyku koncové části polymerázy s DNA k obnově dvoušroubovice DNA. Tím dochází ke změně topologického stavu molekuly DNA, před místem odvinování dochází k tvorbě kladného nadšroubovicového vinutí, za místem svinování vznikají záporné nadšroubovicové závity. Během transkripce se RNA-polymerázy pohybuje ve směru 3 5 negativního řetězce. Syntéza RNA probíhá ve směru 5 3. Transkripce DNA do RNA RNA-polymerázou elongační fáze

8 Schema transkripce Terminace transkripce a uvolnění RNA-polymerázy z DNA

9 Schema přepisu DNA do RNA Bakteriální terminátory transkripce Terminátory nezávislé na ró-faktoru: Před místem, na kterém se uvolňuje RNA z DNA, je sekvence, která má komplementární protějšek na stejném DNA-řetězci. Obě navzájem komplementární sekvence jsou přerušeny jinou sekvencí označenou jako jedinečná sekvence. Konec terminátoru na negativním řetězci, na které se uvolňuje RNA, je tvořen 8 A, které se přepisují do RNA jako 8 U. Transkripcí celého terminátoru se vytvoří RNA s vlásenkovou strukturou na svém 3 -konci, spojená s DNA 8U. Tato sekvence představuje signál pro uvolnění RNA-polymerázy a mrna z negativního DNAřetězce. Terminátory na ró-faktoru závislé Ró-faktor je protein, který na terminátorech na něm závislých katalyzuje uvolnění dokončeného RNA-řetězce z matricového (antikódujícího, negativního) DNA-řetězce a zakončuje tak transkripci. Terminátory závislé na ró-faktoru mají podobnou strukturu jako terminátory na ró nezávislé, rozdíl mezi nimi spočívá v koncové sekvenci. Terminátory na ró-faktoru závislé nemají koncovou sekvenci 8 A.

10 Terminace transkripce - struktura terminátorů Při terminaci transkripce nezávislé na ró faktoru dochází k: zastavení pohybu RNA-polymerázy uvolnění hotové RNA uvolnění RNA-polymerázy z DNA Transkripcí terminátoru se v RNA vytvoří vlásenka. Hybrid RNA-DNA není na těchto sekvencích stabilní a rozpadne se na volnou RNA a DNA. U terminace transkripce závislé na ró-faktoru dochází ke kontaktu ró-faktoru a RNA-polymerázy (NusA proteinu) na terminátoru. Ró-faktor katalyzuje po vazbě na tento protein odvíjení mrna z DNA-řetězce a uvolnění RNA-polymerázy. K tomu je potřeba energie ve formě ATP. Transkripce strukturních genů Bakteriální transkripční jednotka obsahující strukturní geny se liší od ostatních bakt. transkripčních jednotek v tom, že mezi promotorem a prvním strukturním genem za startovacím nukleotidem má tzv. vedoucí sekvenci. U operonů se tato sekvence nachází hned za operátorem. Biologický význam vedoucí sekvence: její součástí je tzv. Shineova-Dalgarnova sekvence (v mrna 5 AGGA3 ), kterou se mrna váže k sekvenci 3 UCCU5 nacházející se na 3 -konci 16S- rrna ribozomové podjednotky 30S. Bakteriální mediátorová RNA se vyznačuje těmito strukturními vlastnostmi: - vedoucí sekvencí, která se nepřekládá, - přepisy strukturních genů, z polypeptidového řetězce. Každý nichž každý se překládá do primární struktury jedné molekuly strukturní gen je vymezen iniciačním a terminačním kodonem. - na 3 -konci obsahuje přepis terminátoru kočící 8 U. Tato sekvence se označuje jako koncová sekvence a nepřekládá se.

11 - je polygenní. Obsahuje přepisy několika genů. Bakteriální RNA se posttranskripčně neupravuje. Slouží bezprostředně jako matrice pro tvorbu proteinů. Životnost molekul bakteriální mrna je velice krátká, poločas života je u většiny těchto molekul jen několik minut. Rozklad je prováděn ve směru 5 3 katalytickým působením enzymu ribonukleázy. Strukturní geny Bakteriální transkripce genů pro rrna a trna Nemají vedoucí sekvenci, nemohou se vázat na ribozomy.

12 Geny pro rrna se u bakterií vyskytují na chromozomu v pěti až devíti kopiích. Na chromozomu jsou geny pro rrna seřazeny do skupin, každá skupina genů pro rrna se přepisuje jako transkripční jednotka (u E. coli K12 je 7 těchto transkripčních jednotek). Mezi některými geny pro rrna jsou vmezeřeny geny pro trna. Každá transkripční jednotka má 2 promotory a 2 terminátory. Promotor P1 je zřejmě hlavní. Každá transkripční jednotka se přepisuje do pre-rrna (30S) a posttranskripčně se štěpí na sekvence odpovídající 5S-rRNA, 16S-rRNA a 23S-rRNA (provádí RNAáza III). Sekvence pro trna jsou vyštěpeny jinými enzymy. Vyštěpené rrna a trna vytvářejí sekundární a terciární strkturu vlivem intramolekulárního párování bází. U E. coli byly zjištěny dvě multigenní transkripční jednotky pro trna. Obě obsahují jen jeden promotor, poslední gen je strukturní, obsahuje gen pro translační elongační faktoref-tu.

13 Transkripční jednotka Spřažení transkripce do mrna s její translací U prokaryot je transkripce bezprostředně spřažena s translací. Současně s transkripcí mrna probíhá translace téže molekuly mrna, polypeptidový řetězec se začíná syntetizovat ještě před dokončením transkripce. mrna se za fyziologických podmínek prodlouží asi o 40 nukleotidů za sekundu (13 aa na polypeptidovém řetězci). Na některé transkripční jednotky připadá až 15 iniciací transkripce za minutu. Jedna molekula mrna je při translaci pokryta více ribosomy, z nichž na každém se syntetizuje jeden polypeptidový řetězec. Tím je zajištěn velmi efektivní proces syntézy proteinů. Několik ribosomů spojených jednou molekulou mrna se označuje jako polyribosom.

14 Srovnání prokaryotického a eukaryotického promotoru Eukaryotický promotor obsahuje 4 hlavní sekvence: 1) TATA-box (Hognessův box), konvenční sekvence TATAAAA, v rozmezí -26 až 34 od startovacího nukleotidu. Nezbytný pro vazbu obecného transkripčního faktoru, který je rozeznáván RNA-polymerázou II. 2) CAAT-box: konvenční sekvence GGCCAATCT, kolem nukleotidů 75 až 80. Váže transkripční faktor, který zvyšuje sílu promotoru. Další sekvence vážou další transkripční faktory, což ovlivňuje sílu promotoru. Startovací nukleotid (+1) obvykle A uvnitř úseku pyrimidinových bází. Transkripce eukaryotického genomu Primární transkripty: 1) Heterogenní jaderná RNA (hnrna) prekurzorová mrna (pre-mrna) 2) Prekurzorová ribozomální RNA (pre-rrna) 3) Prekurzorová transferová RNA (pre-trna) 4) Malé jaderné RNA (snrna) Transkripce eukaryotického genomu se účastní tři typy RNA-polymeráz: I (katalyzuje syntézu pre-rrna), II (hnrna, snrna) a III (pre-trna, snrna). Každá vyžaduje specifický promotor, na který se váže. Pro zahájení transkripce je nutná přítomnost transkripčních faktorů.

15 Rozdíly v transkripci mezi prokaryoty a eukaryoty 1. Bakterie mají jednu RNA-polymerázu, eukaryota tři RNApolymerázu I, RNA-polymerázu II a RNA-polymerázu III. Každá RNA-polymeráza transkribuje odlišný typ genů: typy I a III přepisují geny pro trna, rrna a snrna, typ II přepisuje eukaryontní strukturní geny. 2. Na rozdíl od bakteriální RNA-polymerázy vyžadují eukaryontní RNA-polymerázy přítomnost dalších proteinů, tzv. obecných transkripčních faktorů, které se vážou na promotor spolu s polymerázou a pomáhají jí při iniciaci transkripce (viz obr.). 3. Eukaryota mají možnost ovlivňovat iniciaci transkripce pomocí regulačních proteinů, které jsou často podstatně vzdáleny od promotoru (až několik tisíc bp). To umožňuje regulaci jednoho promotoru mnoha regulačními sekvencemi rozptýlenými v DNA. U bakterií jsou geny kontrolovány jednou regulační sekvencí, která se obvykle nachází v těsné blízkosti promotoru. 4. Transkripce u eukaryot je iniciována na DNA sbalené do nukleosomů a v mnohem kompaktnějším chromatinu. 5. Molekula mrna prokaryot kóduje obvykle několik strukturních genů, mrna eukaryot kóduje pouze jeden strukturní gen. Úpravy hnrna 1) Vytvoření čepičky na 5 -konci probíhá ještě v průběhu transkripce. Na 5 -konec RNA je navázán atypický nukleotid metylovaný guaninový nukleotid 2) Poyadenylace na 3 -konci hnrna po skončení transkripce je molekula hnrna obvykle na svém 3 -konci na specifickém místě naštěpena nukleázou a na nově vytvořený konec je přidána sekvence polya obvykle dlouhá několik set bp. 3) Vyštěpení intronů Čepička na 5 -konci hnrna Je k hnrna přidávána v rámci posttranskripčních úprav. Struktura obsahuje koncový 7-metylguanosin, který se váže přes tři fosfátové skupiny ve směru 5-5 (nikoli 5-3 ) k hnrna. Mohou být metylovány i 2 -OH skupiny na 1. a 2. nukleotidu. Význam čepičky spočívá ve vazbě iniciačních translačních faktorů.

16 Polyadenylace 3 -konce pre-mrna Srovnání prokaryontního a eukaryontního genu Bakteriální gen je tvořen nepřerušenou sekvencí nukleotidů, která je přeložena do proteinu. Většina eukaryontních genů je tvořena kódujícími sekvencemi (exony), které jsou přerušeny nekódujícími úseky (introny).

17 Introny Na rozdíl od prokaryot, jsou eukaryontní strukturní geny přerušovány nekódujícími sekvencemi. Tyto nekódující sekvence se nazývají introny, kódující sekvence exony. Oba dva typy sekvencí jsou součástí genu, jsou přepisovány do hnrna, ale při posttranskripčních úpravách jsou introny vyštěpeny ještě před transportem RNA z jádra do cytoplasmy. Vyštěpení intronů z hnrna je prováděno na enzymovém komplexu, v němž hlavní roli hraje další typ RNA (nevyskytuje se u bakterií), tzv. malé jaderné RNA. Tyto RNA spolu s proteiny vytvářejí malé jaderné nukleoproteinové částice (snrnp). Hlavní úlohou snrna je na základě párování bází rozpoznat začátek a konec intronu a vazbou přiblížit oba spojované exony k sobě. Struktura genů pro lidský b-globin a lidský faktor VIII Sestřih hnrna na spliceosomech Sestřih RNA je katalyzován několika snrnp a dalšími proteiny. Úkolem komplexu snrnp (spliceosomu) je přiblížit k sobě 3 -konec jednoho a 5 -konec druhého exonu, aby reakce mohla proběhnout. Po vytvoření správné konformace atakuje specifický intronový adenin 3 -konec prvního exonu a rozštěpí cukr-fosfátovou kostru RNA. 5 -konec intronu se váže na tento atakující adenin, vzniká lasovitá struktura. 3 -konec prvního exonu reaguje s 5 -koncem exonu druhého, dochází ke štěpení mezi 3 koncem intronu a 5 -koncem exonu a spojení obou exonů. Výsledkem je spojení obou exonů a uvolnění intronu v lasovité formě.

18 Samosestřih RNA Kromě obecného odstranění intronů na spliceosomech bylo u některých RNA pozorováno vyštěpení intronů bez zásahu enzymů, pouze autokatalytickým působením původní molekuly RNA. U různých molekul byly popsány dva mechanismy samosestřihu: 1) Introny, jejichž samosestřih může probíhat jen za přítomnosti guanosinu nebo GMP jako kofaktoru. Vazba kofaktoru na specifické vazebné místo uvnitř intronu způsobí aktivaci její 3 - OH skupiny, jejímž důsledkem je zahájení kaskády reakcí. Výsledkem je spojení obou exonů a vystřižení intronu v lineární formě. 2) Mechanismus samosestřihu intronů druhé skupiny je totožný se samosestřihem na spliceosomech, tj. účastní se ho intronový adenin (jeho 2 -OH skupina), výsledkem je spojení exonů a uvolnění intronu v lasovité formě. Rozdíl oproti sestřihu na spliceosomech spočívá v tom, že u samosestřihu neasistují žádné snrnp, celá reakce je výsledkem vlastností RNA (její schopnosti zaujmout správnou konfiguraci), u které samosestřih probíhá. Alternativní sestřihy primárního transkriptu genu a-tropomyosinu v různých tkáních Tento protein reguluje kontrakci ve svalových buňkách. Jeho role v ostatních druzích buněk není zatím zcela objasněna. Podle nukleotidové sekvence DNA vzniká primární transkript, který může být sestřižen různými způsoby a dát tak vznik rozličným typům proteinů. Určitý typ sestřihu je typický pro určitý buněčný typ. Například a-tropomyosin vznikající v příčně pruhovaném svalu se liší od a-tropomyosinu v hladkém svalstvu.

19 Proč introny? Během evoluce mohl výskyt intronů urychlit vznik nových proteinů. Přítomnost intronů umožňuje rekombinaci mezi exony s mnohem vyšší pravděpodobností geny pro nové proteiny mohou vznikat z již existujících genů nebo jejich částí. Další výhodou existence intronů je, že sestřih může být prováděn několika způsoby podle buněčného typu nebo vývojového stadia. Výsledkem tohoto tzv. alternativního sestřihu je několik různých mrna a následkem toho i vznik různých (příbuzných) proteinů. Bakteriální translace 7) translace a genetický kód Překlad genetické informace z mrna do primární struktury proteinů. Probíhá na ribozomech. Při translaci se do polypetidového řetězce zabudovávají aminokyseliny (20 aa + selenocystein + pyrrolysin). Genetický kód Každé aminokyselině v polypeptidovém řetězci odpovídá trojice nukleotidů označovaná jako triplet. Kódování určování primární struktury polypeptidu nukleotidovou sekvencí podle pravidel genetického kódu. Kodon základní jednotka genetického kódu, je pořadí tří nukleotidů za sebou, které kóduje v polypeptidu určitou aminokyselinu, signalizuje začátek, případně konec syntézy proteinu na ribosomu.

20 Genetický kód základní vlastnosti (1) Genetický kód je tripletový každá aminokyselina je kódována trojicí nukleotidů v nukleové kyselině. (2) Je sestaven ze 4 3, tj. 64 kodonů. (3) Je degenerovaný jednotlivé aminokyseliny mohou být kódovány několika různými kodony. (4) Většina kodonů je synonymních, tj. jsou to odlišné kodony stejného smyslu. (5) Tři kodony jsou bifunkční: AUG kóduje metionin nebo signalizuje začátek translace, UGA stop kodon nebo kodon pro selenocystein a UAG stop kodon nebo kodon pro pyrolysin. (6) Nesmyslné (terminační) kodony: UAA (ochre), UAG (amber), UAG (opal). (7) Naprostá většina kodonů je univerzální, má u všech živých soustav stejný smysl tzv. univerzalita genetického kódu. Jsou však výjimky. Čtení genetického kódu Probíhá na ribosomech, je součástí translace a spočívá v jednosměrném rozeznávání kodonů v mrna antikodony trna. Antikodon je specifický triplet, jehož prostřednictvím se trna přechodně váže ke komplementárnímu kodonu na mrna. Každá trna váže přesně definovanou aminokyselinu, specificita vazby je zajištěna enzymy, které zajišťují vazbu aminokyseliny na trna.

21 Genetický kód se čte postupně po tripletech. Párování kodon-antikodon Mezi kodonem a antikodonem dochází k Watsonovu-Crickovu párování bází. Teoreticky by mohlo existovat 61 (63) různých druhů trna schopných číst kodony mající smysl. Toto párování však není striktní a často se neuplatňuje mezi třetím nukleotidem kodonu a prvním nukleotidem antikodonu. Zde se uplatňují pravidla kolísavého párování bází, která vedou k redukci počtu různých trna potřebných pro přečtení všech kodonů majících smysl. Toto kolísavé párování bází je umožněno: a) degenerací genetického kódu mnoho aminokyselin je jednoznačně určeno již prvními dvěma nukleotidy, jiné na třetím místě kodonu jsou určeny výskytem purinové nebo pyrimidinové báze. b) existencí chemicky modifikovaných bází na 5 -konci antikodonu, které rozšiřují možnost párování mezi nukleotidy. Výchozí suroviny nezbytné pro bakteriální translaci mrna Bakteriální ribosomy Translační faktory trna Standardní aminokyseliny Enzymy (pro aktivaci aminokyselin..) Bakteriální ribozom Struktura prokaryotického ribosomu: Skládají se z podjednotky o sedimentačním koeficientu 30S a podjednotky 50S Sedimentační koeficient ribosomu je 70S Podjednotka 30S (m.h. = 0,9X10 6 ) se skládá z 16S-rRNA (1540nt) a 21 proteinů, podjednotka 50S (m.h. = 1,6x10 6 ) z 5S-rRNA (120nt), 23S-rRNA (2900 nt) a 34 proteinů. Vazebná místa na ribosomu:

22 Vazebné místo pro mrna (30S) Aminoacylové (A) místo (30S i 50S) váže aa ~ trna Peptidylové (P) místo (30S i 50S) váže peptidylovou trna, tj. trna, k jejímuž 3 -konci je estericky vázán syntetizující se polypeptidový řetězec Výstupní místo pro deacylovanou trna (E místo) nachází se za peptidylovým místem Peptidyltransferázové místo vyznačuje se katalytickou aktivitou peptidyltransferázy katalyzuje tvorbu peptidových vazeb Vazebná místa pro iniciační a elongační faktory Bakteriální ribozom

23 Struktura trna trna se skládá ze nukleotidů Její 3 -konec sestává ze sekvencee CCA, je k molekule transferové RNA připojena v rámci posttranskripčních úprav, je nezbytná při aktivaci aminokyselin, pravděpodobně se tak zabraňuje její nežádoucí mutaci. Primární struktura trna obsahuje několik neobvyklých nukleosidů, např. pseudouridin, inosin, ribotymidin, 4-thiouridin, dihydrouridin, 1-metylguanosin, N 6 -isopentenyladenosin. Tyto neobvyklé nukleosidy se do trna nezařazují při transkripci, ale vznikají v rámci posttranskripčních úprav. Mají vliv na přesnost syntézy proteinů, na přesnost navázání aminokyseliny k trna, ovlivňují párování bází. Primární strukturou se jednotlivé druhy trna navzájem liší. Protože je genetický kód degenerovaný, může existovat více druhů trna pro jednu aminokyselinu. Sekundární struktura trna: Vlivem intramolekulárního párování bází mezi navzájem komplementárními úseky se vytváří sekundární struktura ve tvaru jetelového listu. akceptorové rameno tvoří 5 -konec a 3 -konec trna. Na 3 -konci je sekvence 5 CCA3, na jejíž 2 -OH nebo 3 -OH skupinu se váže aminokyselina.

24 pseudouridinové rameno se smyčkou. dihydrouridinové rameno se smyčkou. antikodonové rameno se smyčkou. variabilní smyčka (trna první třídy 3-5, trna druhé třídy nukleotidů)