翻译的起始与无逗号信使

早期生命中的翻译未必是以一个完全成形的核糖体为起点的。该模型提出，简单的类 tRNA 适配体只要具备肽键形成所需的催化支持，就能通过互补的反平行配对来读取信使。适配体的构型取决于它所携带的货物：当它携带氨基酸时，它采用 hf 构型当它携带肽链时，则采用 FH 构型。当氨基酸被转移到正在延伸的肽链上时，适配体会从 hf 翻转为 FH（参见图 49）。

由于适配体与信使的排列是反平行的，因此无需精密的翻译装置即可读取信息。选择富含 GC 的起始模式由四点论据决定，包括适配体–信使相互作用的稳定性与复制的保真度（二者都倾向于以 GC 组合起步），以及翻译中无逗号读取需要非对称的 GC 模式。因此，无逗号信使模式源于非对称的 GC 排列，这种排列使得读取无需分隔符或复杂的翻译机器。

关键机制要点

催化支持对于翻译功能仍然必不可少，但早期翻译可能使用简单的适配体而非完整的核糖体。
货物依赖型构象：tRNA 的构型取决于它携带的是氨基酸还是肽链。转移会使 hf 翻转为 FH。
反平行配对：适配体–信使的互补排列是反平行的，使得读取无需精密装置。
富含 GC 的非对称模式：稳定性与复制保真度倾向于 GC；无逗号读取需要非对称 GC 以避免重叠阅读框的歧义。

图 49 的关联

hf → FH 的翻转伴随氨基酸向肽链的转移。正是反平行、富含 GC、非对称的信使模式，使得在现代核糖体出现之前即可实现无逗号读取。

适配体–信使的读取

本图展示了处于 hf 与 FH 构型的类 tRNA 适配体、其与富含 GC 的非对称信使之间的反平行互补配对，以及使 hf 翻转为 FH 的氨基酸转移过程，从而实现无需精密核糖体的无逗号读取。

问题 1

根据该模型，在没有精密核糖体的情况下，翻译如何起始？

无逗号模式必须首先被带标点的密码子所取代。

在任何肽键形成之前，都需要一个完全组装的核糖体。

只要有催化支持，简单的适配体即可与信使序列反平行配对。

需要对称的 GC 模式才能实现重叠阅读框。

问题 2

下列哪项对类 tRNA 适配体构象状态的描述是正确的？

携带氨基酸时处于 hf 状态，携带肽链时处于 FH 状态；氨基酸的转移会使 hf 翻转为 FH。

无论携带氨基酸还是肽链，其构型都是固定的。

氨基酸转移到肽链后，它仍保持 hf 构型。

携带氨基酸时处于 FH 状态，携带肽链时处于 hf 状态；转移会使 FH 翻转为 hf。

问题 3

为什么适配体–信使配对的反平行几何结构在机制上很重要？

它使得互补的适配体–信使相互作用无需精密翻译装置即可读取信息。

它需要核糖体机器来解析阅读框。

它需要对称的 GC 模式来确立阅读框。

它阻碍富含 GC 的序列形成稳定的双链体。

问题 4

在这一早期翻译模型中，无逗号信使模式是如何产生的？

源自阻碍适配体结合的随机富含 AU 序列。

源自需要核糖体解析阅读框的带标点密码子。

源自需要在密码子之间加分隔符的对称 GC 模式。

源自非对称的 GC 排列，这种排列使得读取无需分隔符或复杂的翻译机器。

问题 5

下列哪组论据支持以富含 GC 的信使模式作为起点？

富含 AU 的双链体稳定性、重叠阅读框、对称密码子以及随机读取。

高突变率、低复制保真度、对称 GC 模式以及核糖体依赖。

纯蛋白质催化、缺乏适配体、对称 GC 模式以及带标点的密码子。

适配体–信使相互作用的稳定性、复制的保真度、需要非对称 GC 模式的无逗号读取，以及避免阅读框歧义。