리보솜 없는 펩타이드 전달 모델 은 원시 번역의 핵심 문제, 즉 성장하는 펩타이드 사슬이 리보솜 없이 어떻게 mRNA에 붙어 있으면서 연장될 수 있는지를 다룹니다. 이 가설에 따르면, 펩티딜-tRNA는 다음과 같은 결합을 통해 메신저 RNA에 계속 붙어 있을 수 있습니다: 5염기쌍 접촉 이는 안티코돈 루프와 메신저 RNA 사이의 접촉입니다.

중요한 점은, tRNA가 하나의 고정된 형태를 가지는 것이 아니라는 것입니다. 그 형태는 무엇을 운반하느냐에 따라 달라집니다. tRNA가 단일 아미노산에 붙어 있을 때는 hf 형태를 취합니다. 펩타이드 사슬에 붙어 있을 때는 FH 형태를 취합니다. 아미노산이 성장하는 펩타이드 사슬로 전달되면 tRNA는 hf에서 FH로 전환됩니다(그림 49 참조).

이 hf → FH 전환이 핵심적인 기작 단계입니다. 이는 정교한 번역 기구 없이 메신저 RNA를 연속적으로 읽어낼 수 있는 방법을 제공합니다. 즉, tRNA는 5염기쌍 접촉에 의해 고정된 상태로 남아 있고, 각각의 펩타이드 전달 사건이 tRNA의 형태를 변화시켜 다음 코돈이 결합될 수 있게 합니다. 하이퍼사이클 체계에서 이러한 리보솜 없는 펩타이드 전달은 RNA와 펩타이드 산물 간의 초기 기능적 결합을 뒷받침할 수 있습니다.

5염기쌍이 중요한 이유

표준 코돈–안티코돈 상호작용은 3개의 염기쌍으로 이루어집니다. 리보솜 없는 모델에서는 안티코돈 루프가 메신저 RNA와 5개의 염기쌍 접촉을 형성합니다. 리보솜이 존재하지 않을 때 성장하는 펩티딜-tRNA를 메신저 RNA에 붙어 있게 하는 것이 바로 이 추가적인 염기쌍 형성입니다. 이것이 없다면, 펩티딜-tRNA는 반복적인 연장 단계 동안 안정적으로 붙어 있지 못할 것입니다.

두 가지 형태, 하나의 전환

tRNA의 형태는 임의로 결정되는 것이 아니라 운반체에 의해 결정됩니다. 아미노산을 운반하는 tRNA는 hf 상태입니다. 펩타이드 사슬을 운반하는 tRNA는 FH 상태입니다. 아미노산이 펩타이드 사슬로 전달되면 tRNA는 hf에서 FH로 전환됩니다. 이 형태 전환은 펩타이드 결합 형성의 화학 반응과 연결되어 있습니다(그림 49 참조).

리보솜 없는 연속적 읽기

hf → FH 전환은 정교한 번역 기구 없이 어떻게 메신저 RNA를 연속적으로 읽어낼 수 있는지를 설명합니다. 각각의 펩타이드 전달 사건은 사슬을 연장함과 동시에 tRNA의 형태를 변화시켜, 5염기쌍 접촉이 복합체를 붙어 있게 유지하는 동안 다음 코돈이 결합될 수 있게 합니다. 이는 리보솜 없이 메신저 RNA를 펩타이드로 번역하는 그럴듯한 원시적 기작을 제공합니다.