ไฮเปอร์ไซเคิลที่คู่ควบกับการแปลรหัส เป็นส่วนขยายของไฮเปอร์ไซเคิลพื้นฐาน โดยทำให้พอลินิวคลีโอไทด์ทุกตัวเป็นทั้ง แม่แบบสำหรับการจำลองแบบ และเป็น แม่แบบสำหรับการแปลรหัส. โมเลกุล RNA เดียวกันสามารถถูกคัดลอกโดย replicase และถูกอ่านโดยไรโบโซม ดังนั้นการจำลองแบบและการแปลรหัสจึง แข่งขันกัน เพื่อใช้แม่แบบเดียวกัน
โครงสร้างระดับโมเลกุลและจลนศาสตร์
- บทบาทแม่แบบคู่ สำหรับสมาชิก i นั้น RNAi จะถูกคัดลอกเพื่อสร้าง RNAi เพิ่มขึ้น และถูกแปลรหัสเพื่อสร้างพอลิเปปไทด์
. กระบวนการทั้งสองดึงจากแหล่ง RNAiอิสระเดียวกัน - การปิดวงจร พอลิเปปไทด์ที่แปลรหัสจากสมาชิก i จะเร่งปฏิกิริยาการจำลองแบบของสมาชิกตัวอื่น โดยทั่วไปคือ i+1 โครงสร้างนี้เป็นแบบไฮเปอร์ไซเคิล而非ออโตแคทาไลติกอย่างแท้จริง เพราะ
ไม่ได้เร่งปฏิกิริยาแม่แบบ RNA ของตัวเองiอิสระเดียวกัน - สปีชีส์ที่คู่ควบกัน สถานะทางจลนศาสตร์ประกอบด้วยพอลินิวคลีโอไทด์อิสระ พอลิเปปไทด์อิสระ และสารประกอบเชิงซ้อนของพอลินิวคลีโอไทด์–พอลิเปปไทด์อย่างชัดเจน สารประกอบเชิงซ้อนเหล่านี้อาจเป็นรูปแบบที่เร่งปฏิกิริยาหรือรูปแบบที่จำลองแบบได้ เช่น RNAi+1·
อิสระเดียวกัน - สถาปัตยกรรมทางจลนศาสตร์ การจำลองแบบและการแปลรหัสที่ขึ้นกับแม่แบบเชื่อมโยงกันกับการป้อนกลับแบบเร่งปฏิกิริยา ข้อมูลของพอลิเปปไทด์จะถูกคงไว้ผ่านแม่แบบพอลินิวคลีโอไทด์ที่เข้ารหัสเท่านั้น พอลิเปปไทด์ไม่ได้ถูกจำลองแบบอย่างอิสระ
- ผลลัพธ์ในระดับระบบ ไฮเปอร์ไซเคิลที่คู่ควบกับการแปลรหัสไม่สามารถลดรูปเป็นไฮเปอร์ไซเคิลแบบเร่งปฏิกิริยาธรรมดาได้ เนื่องจากมีการเพิ่มขั้นตอนการแปลรหัสและการเกิดสารประกอบเชิงซ้อนเข้าไปในวัฏจักรการจำลองแบบ ขั้นตอนเพิ่มเติมเหล่านี้เป็นพื้นฐานสำหรับการวิเคราะห์ขีดจำกัดความเข้มข้นและเสถียรภาพในภายหลัง
ขั้นตอนจลนศาสตร์พื้นฐาน
สำหรับสมาชิกในวัฏจักร i รูปแบบที่กระชับคือ:
- การแปลรหัส: RNAi → RNAi +
อิสระเดียวกัน - การเกิดสารประกอบเชิงซ้อน:
+ RNAi+1 ⇌ (RNAi+1· ) - การจำลองแบบที่ถูกเร่งปฏิกิริยา: (RNAi+1·
) → 2 RNAi+1 + หรือ + RNAi+1 → 2 RNAi+1 + หากไม่ได้แสดงสารประกอบเชิงซ้อนอย่างชัดเจน
การจำลองแบบของ RNAi ถูกเร่งปฏิกิริยาโดย Ei−1. การวนซ้ำค่า i จะปิดไฮเปอร์ไซเคิลที่คู่ควบกับการแปลรหัส เนื่องจากการจำลองแบบและการแปลรหัสใช้แม่แบบ RNA เดียวกัน อัตราสัมพัทธ์ของทั้งสองจึงกำหนดว่า RNA ถูกใช้ไปกับการคัดลอกเท่าใด เมื่อเทียบกับพอลิเปปไทด์ที่ถูกสร้างขึ้นเพื่อใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา การคู่ควบนี้เป็นความแตกต่างเชิงโครงสร้างที่สำคัญจากไฮเปอร์ไซเคิลพื้นฐาน
วัตถุประสงค์การเรียนรู้
อธิบายโครงสร้างและสมมติฐานทางจลนศาสตร์ของไฮเปอร์ไซเคิลที่มีการแปลรหัส รวมถึงการคู่ควบระหว่างพอลินิวคลีโอไทด์–พอลิเปปไทด์และการเกิดสารประกอบเชิงซ้อน
