tRNA前体是由DNA分子上的tRNA基因通过转录生成的未成熟RNA分子，需经过剪切、碱基修饰及末端加工等步骤形成功能性tRNA。其5'端加工机制由RNase P通过“双锚定”机制完成，相关结构解析由我国科学家团队于2018年首次实现。人工合成领域，中国科学家王德宝团队于1981年成功合成具有生物活性的酵母丙氨酸tRNA，验证了前体加工路径的可行性。

在真核与原核生物中，tRNA基因通过RNA聚合酶转录生成tRNA前体分子，其长度大于成熟tRNA，两端包含非编码序列。该前体需通过酶促反应去除冗余核苷酸并完成化学修饰，才能参与蛋白质合成。

RNase P负责切除前体5'端多余序列，其催化中心通过“双锚定”机制固定底物并诱导构象变化以完成切割。真核生物中，该过程需核内小分子RNA（如U系列snRNA）辅助。

包括甲基化、双氢尿嘧啶形成及次黄嘌呤核苷酸生成等化学修饰，增强tRNA稳定性和功能特异性。

部分tRNA前体缺乏CCA末端，需通过核苷酸转移酶添加该结构，形成完整的氨基酸结合位点。

2018年，中国研究团队解析了酵母RNase P全酶及其与pre-tRNA复合物的高分辨率结构，揭示其催化机制依赖于底物诱导的构象变化与双镁离子模型。分子动力学模拟进一步阐明了该核酶的进化保守性。

1981年，王德宝团队通过化学与酶促结合方法，首次人工合成了含76个核苷酸的酵母丙氨酸tRNA，其生物活性与天然分子一致，为前体加工理论提供了实验支撑。

原核生物tRNA前体加工中，RNase P的RNA组分直接承担催化功能；而真核生物依赖多亚基蛋白复合物，且拼接过程涉及更多调控因子。