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无核糖体肽转移
HYC-1979Lesson 7: Translation, Which, Acids
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无核糖体肽转移模型 解决了原始翻译中的一个核心问题:在缺乏核糖体的情况下,正在延伸的肽链如何保持与信使RNA的连接并持续延长。该模型提出,肽酰-tRNA可以通过 五碱基对接触 与其反密码子环和信使之间保持结合。

关键在于,tRNA并非只有一种固定形态。其构象取决于所携带的货物。当tRNA连接单个氨基酸时,它采取 hf构象。当它连接肽链时,它采取 FH构象。氨基酸向延伸中的肽链的转移使tRNA从hf翻转为FH(参见图49)。

这一hf → FH转换是关键机制步骤。它提供了一种在缺乏复杂翻译机器的情况下连续读取信使的方式:tRNA通过五碱基对接触保持锚定,而每次肽转移事件都会改变其构象,使下一个密码子得以被识别。在超循环框架中,这种无核糖体肽转移可以支持RNA与肽产物之间的早期功能耦合。

无核糖体肽转移五碱基对反密码子环接触与hf → FH构象转换hf携带一个氨基酸氨酰-tRNA反密码子环aa氨基酸5′3′mRNA五碱基对接触FH携带一条肽链肽酰-tRNA反密码子环肽链5′3′mRNA五碱基对接触肽转移hf → FH为什么五个碱基对很重要标准密码子–反密码子:3 bp无核糖体模型:5 bp额外的碱基对锚定肽酰-tRNA:无需核糖体即可连续读取。

为什么五个碱基对很重要

标准的密码子–反密码子相互作用涉及三个碱基对。在无核糖体模型中,反密码子环与信使形成五碱基对接触。正是这种额外的配对在缺乏核糖体时将延伸中的肽酰-tRNA保持在信使上。若没有它,肽酰-tRNA在反复的延伸步骤中就无法稳定附着。

两种构象,一个开关

tRNA的构象并非随意决定,而是由所携带的货物决定。携带氨基酸的tRNA处于hf状态。携带肽链的tRNA处于FH状态。当氨基酸被转移到肽链上时,tRNA从hf翻转为FH。这一构象转换与肽键形成的化学过程相耦合(参见图49)。

无需核糖体的连续读取

hf → FH转换解释了在缺乏复杂翻译机器的情况下如何连续读取信使。每次肽转移事件既延伸了链又改变了tRNA构象,使下一个密码子得以被识别,同时五碱基对接触保持复合物附着。这为在无核糖体条件下将信使翻译为肽提供了一种合理的原始机制。

概念锚点
反密码子环接触是五碱基对相互作用,而非仅标准的密码子–反密码子三联体。正是这种额外的配对在缺乏核糖体时将肽酰-tRNA保持在信使上。