Les ARNt sont des molécules adaptatrices reliant l'information génétique de l’ARN messagers à la séquence d'acides aminés primaire des protéines. Les ARNt ont une structure typique, appelée "feuille de trèfle". Certains ARNt mitochondriaux montrent une forte dérivation de cette structure. Un cas extrême peut être observé dans les mitochondries du nématode R. culicivorax. Cette étude vise la caractérisation fonctionnelle de ces ARNt «bizarres» et de définir leurs propriétés structurales et leur fonctionnalité avec des protéines partenaires telles que les CCAses et les aminoacyl-ARNt synthetases. Ce travail révèle que les ARNt sans bras forment une structure secondaire en forme d'épingle à cheveux et que leurs structures 3D présentent une grande flexibilité intrinsèque. Les tests initiaux n’ont pas démontré l'activité d'aminoacylation. Cependant, les ARNt sans bras représentent des molécules fonctionnelles pour le CCAse, indiquant des adaptations de l’enzyme aux ARNt sans bras. / TRNAs are adapter molecules linking the genetic information of messenger RNAs with the primary amino acid sequence of proteins. tRNAs have a typical cloverleaf-like secondary structure. Some mitochondrial tRNAs show a high derivation from this canonical tRNA structure. An extreme case of structural truncations can be observed in mitochondria of the nematode R. culicivorax. This study aims the functional characterization of such “bizarre” tRNAs in defining their structural properties and their functionality with interacting partner proteins such as CCA-adding enzymes and aminoacyl-tRNA synthetases. This work reveals that armless tRNAs form a hairpin-shaped secondary structure. 3D structures exhibit a high intrinsic flexibility. Initial tests could not demonstrate aminoacylation activity. However, armless tRNAs represent functional molecules for CCA-incorporation, indicating adaptations of CCA-adding enzymes to armless tRNAs.

tRNAs spielen eine zentrale Rolle in jedem bekannten Organismus. Sie agieren als Adaptoren, um den Code der Nukleinsäuren in eine funktionale Aminosäuresequenz zu übersetzen. Ihre Struktur folgt einer hoch konservierten Kleeblattform, die aus dem D-Arm, dem Anticodonarm und –loop, dem TΨC-Arm und dem Akzeptorstamm gebildet wird. 5ʹ-und 3ʹ-Ende bilden den Akzeptorstamm, wobei das 3ʹ-Ende mit dem Diskriminator und dem universalen CCA-Triplett um vier Nukleotide herausragt. Das CCA-addierende Enzym führt die Addition dieses CCA-Tripletts durch und ist ubiquitär in Bakterien, Archaeen und Eukaryoten vorhanden. Für diese Arbeit wurden zwei ungewöhnliche Mitglieder der CCA-addierenden Enzyme untersucht: das CCA-addierende Enzym aus dem Nematoden Romanomermis culicivorax als auch das bifunktionale CCA-addierende Enzym aus dem Bakterium Escherichia coli. In den Mitochondrien des Nematoden Romanomermis culicivorax sind tRNAs codiert, die von der Kleeblattstruktur abweichen. Es wurden die Anpassungen des CCA-addierenden Enzyms an diesen abweichenden tRNA Pool charakterisiert. Der zweite Teil dieser Arbeit betrachtet eine Phosphodiesterase-Domäne, die HD Domäne, in den CCA-addierenden Enzymen der Gammaproteobakterien. In vitro zeigt diese HD Domäne die Abspaltung eines 2ʹ,3ʹ-cyclischen Phosphates vom 3ʹ-Ende von tRNA Strukturen. Weiterhin wurde in in vivo Experimenten die Funktion der HD Domäne des CCA-addierenden Enzyms aus Escherichia coli betrachtet. Dabei wurde beobachtet, dass in Escherichia coli der RNA-Pool mit 2ʹ,3ʹ-cyclischen Phosphaten dynamisch auf Nährstoffmangel reagiert. Insbesondere der tRNA-Pool und deren Fragmente zeigten interessante Veränderungen, wenn Escherichia coli hohe Zelldichten erreichte oder von einem nährstoffreichen Medium auf Minimalmedium versetzt wurde.