10.6 : Improving Translational Accuracy

La complementariedad de bases entre los tres pares de bases del codón de ARNm y el anticodón de ARNt no es un mecanismo infalible. Las imprecisiones pueden variar desde una sola discordancia hasta ningún emparejamiento de base correcto. La diferencia de energía libre entre los pares de bases correctos y casi correctos puede ser tan pequeña como 3 kcal/mol. Dado que la complementariedad es el único paso de la corrección, la frecuencia de error estimada sería de un aminoácido erróneo por cada 100 aminoácidos incorporados. Sin embargo, las frecuencias de error observadas en los organismos son significativamente más bajas.

El alto nivel de precisión está garantizado por dos pasos adicionales de revisión que involucran dos principios de las interacciones enzima-sustrato.

Dentro del ribosoma, el centro peptidil transferasa (PTC) cataliza la formación de enlaces covalentes entre aminoácidos para formar una cadena polipeptídica. Al igual que cualquier otra enzima, la PTC también tiene un sitio activo que discrimina entre sustratos en función de su estructura molecular. Los residuos del ARNr 16S de la pequeña subunidad ribosómica forman enlaces de hidrógeno con los átomos de la base y la columna vertebral del dúplex codón-anticodón. Solo el ARNt correcto puede inducir cambios conformacionales en la PTC, que lleva a cabo la catálisis.

El segundo paso, llamado revisión cinética, ocurre después de la disociación irreversible de EF-Tu·GDP del ribosoma. La hidrólisis de GTP marca el inicio de un breve retraso durante el cual el aminoacil-ARNt se mueve al sitio activo de PTC para la catálisis. Durante este retraso, cualquier par de codón-anticodón incorrecto que se haya deslizado a través del paso de ajuste inducido tiene más probabilidades de disociarse que los pares correctos. La razón de esto es que el ARNt incorrecto hace pares de bases más débiles con el codón, y el retraso de tiempo es más largo para las coincidencias incorrectas que para las correctas.