4
Начало трансляции и беззапятые мессенджеры
HYC-1979Lesson 9: Have, Translation, Will
00:00

Трансляция на ранних этапах зарождения жизни не обязательно должна была начинаться с полностью сформированной рибосомы. Модель предполагает, что простые адаптеры, подобные тРНК, могли считывать мессенджер путём комплементарного антипараллельного спаривания при наличии каталитической поддержки образования пептидной связи. Конфигурация адаптера зависит от его груза: он принимает hf-конфигурацию когда несёт аминокислоту, и FH-конфигурацию когда несёт пептидную цепь. Перенос аминокислоты на растущую пептидную цепь переключает адаптер из hf в FH (ср. рис. 49).

Поскольку выравнивание адаптера и мессенджера антипараллельно, сообщение можно считывать без сложного трансляционного аппарата. Выбор GC-богатых стартовых паттернов обусловлен четырьмя аргументами, включая стабильность взаимодействия адаптера с мессенджером и точность репликации, которые оба благоприятствуют GC-комбинациям на старте, а также беззапятое считывание при трансляции, требующее несимметричного GC-паттерна. Таким образом, беззапятые паттерны мессенджера возникают из несимметричного GC-паттерна, который допускает считывание без разделителей или сложного трансляционного аппарата.

Спаривание адаптера с мессенджером и конформационный переворотПростые адаптеры и несимметричные GC-паттерны позволяют считывать без сложного аппаратаМессенджер (GC-богатый, несимметричный, беззапятый)5′3′GCGCGGCGCCGChf — несёт аминокислотуааприсоединена аминокислотаантикодоновая петляhf → FHFH — несёт пептидную цепьпептидная цепьантикодоновая петляПеренос аминокислоты на пептидную цепь переключает hf → FHАнтипараллельное спаривание адаптера с мессенджером5′3′3′5′GCGCGGCCGCGCCGАнтипараллельное выравнивание позволяет простому адаптеру считывать сообщение.Беззапятое считываниеНесимметричный GC-паттерн предотвращаетнеоднозначность перекрывающихся рамок, поэтомусчитывание не требует разделителей.✓

Ключевые механистические положения

  • Каталитическая поддержка по-прежнему необходима для функций трансляции, но ранняя трансляция может использовать простые адаптеры, а не полноценную рибосому.
  • Конформация, зависящая от груза: конфигурация тРНК зависит от того, несёт ли она аминокислоту или пептидную цепь. Перенос переключает hf в FH.
  • Антипараллельное спаривание: комплементарное выравнивание адаптера и мессенджера антипараллельно, что позволяет считывать без сложного аппарата.
  • GC-богатые несимметричные паттерны: стабильность и точность репликации благоприятствуют GC; беззапятое считывание требует несимметричного GC во избежание неоднозначности перекрывающихся рамок.
Связь с рисунком 49
Переключение hf → FH сопровождает перенос аминокислоты на пептидную цепь. Именно антипараллельный, GC-богатый, несимметричный паттерн мессенджера делает беззапятое считывание возможным до появления современной рибосомы.