Hajtű ( angol sztem-hurok, hajtű ) - a molekuláris biológiában az RNS másodlagos szerkezetének eleme , valamint az egyszálú DNS . Hajtű akkor jön létre, ha ugyanannak a láncnak a két sorozata kiegészíti egymást, és egymáshoz kapcsolódnak, egymás fölé hajolnak, és a végén egy páratlan szakaszt - egy hurkot - alkotnak. Az ilyen komplementer szekvenciák gyakran palindrom szekvenciák .
Az RNS bizonyos típusaiban a hajtűknek nagy funkcionális jelentősége van (további részletekért lásd alább).
A hajtű kialakulását az határozza meg, hogy az így létrejövő szerkezet, nevezetesen a szár és a hurok stabil lesz-e. Az elsőnél a kulcsfeltétel egy olyan szekvencia jelenléte, amely önmagával hidrogénkötéseket képezve stabil kettős hélixet alkot. A hélix stabilitását a hossza, valamint a párosítatlan bázisok száma, és ennek eredményeként a keletkező "dudorok" (kis számú megengedett, különösen hosszú spirál esetén) határozza meg. mint a páros bázisok összetétele. A guanin és a citozin három hidrogénkötéssel kötődik egymáshoz, így kapcsolatuk stabilabb, mint az adenin és a két hidrogénkötés által biztosított uracil . Az RNS-ben a guanin-uracil párokat két hidrogénkötés stabilizálja, és a Watson-Crick párokkal együtt szintén elfogadhatóak. A nitrogéntartalmú bázisok egymásra halmozódó kölcsönhatásai a bázisok ciklikus elemei közötti pi kötések következtében a bázisokat a megfelelő orientációba helyezik, és ezáltal serkentik a hélix kialakulását.
Az így létrejövő hurok stabilitása a hajtű kialakulására is hatással van. A 3 vagy kevesebb bázist tartalmazó hurkok térben lehetetlenek és nem jönnek létre. A túl nagy hurkok, amelyek nem rendelkeznek saját másodlagos szerkezettel (például pszeudoknotok ), szintén instabilok. Az optimális hurokhossz 4-8 nukleotid . A szekvenciával gyakran előforduló hurok UUCG, amelyet tetraloop néven ismerünk , részben stabil az alkotó nukleotidok egymásra halmozódó kölcsönhatásai miatt.
A hajtűk szerepe a tRNS -ben a legismertebb . A tRNS 3 valódi hajtűt tartalmaz közös szárral, így lóhere formájú [1] . Az egyik hurkon található az antikodon , amely felismeri a megfelelő mRNS kodont a transzláció során . Hajtők a miRNS-ekben is megtalálhatók [2] . A hajtűk kialakulása közvetlenül kapcsolódik a pszeudoknotok kialakulásához, amelyek az RNS másodlagos szerkezetének egy másik eleme.
Számos ribozimben azonosítottak hajtűszerkezeteket [3] [4] . Az önkivonó kalapácsfejű ribozim 3 hajtűt tartalmaz a központi páratlan régióban, ahol a kimetszési helyek találhatók.
A hajtűket gyakran a prokarióták 5' nem lefordított régiójában találják meg . Ezek a struktúrák gyakran kötődnek fehérjékhez, és felelősek az attenuációért , ezáltal részt vesznek a transzkripció szabályozásában [5] .
Az mRNS-ben a hajtű alkotja a riboszóma kötőhelyet , amely részt vesz a transzláció iniciációjában [6] [7] .
A hajtűk a prokarióta ρ-független transzkripciós terminációban is fontosak . A transzkripció során hajtű képződik, melynek hatására az RNS-polimeráz elszakad a DNS-templáttól. Ezt a folyamatot nevezzük a transzkripció ρ-független terminációjának, az ebben részt vevő szekvenciákat pedig terminátoroknak [8] .