10.6 : Improving Translational Accuracy

mRNAコドンとtRNAアンチコドンの3塩基対との間の塩基相補性は、フェイルセーフなメカニズムではありません。不正確さは、1つの不一致から正しいベースペアリングがまったくないものまでさまざまです。正しい塩基対とほぼ正しい塩基対との間の自由エネルギー差は、3 kcal / molまで小さくすることができます。相補性が唯一の校正ステップであるため、推定誤差の頻度は、組み込まれた 100 個のアミノ酸ごとに 1 個の間違ったアミノ酸になります。ただし、生物で観察されるエラー頻度は大幅に低くなっています。

高レベルの精度は、酵素と基質の相互作用からの2つの原理を含む2つの追加の校正ステップによって保証されます。

リボソーム内では、ペプチジルトランスフェラーゼセンター(PTC)がアミノ酸間の共有結合形成を触媒してポリペプチド鎖を形成します。他の酵素と同様に、PTCも分子構造に基づいて基質を区別する活性部位を持っています。低分子リボソームサブユニットの16S rRNAからの残基は、コドン-アンチコドン二本鎖の塩基原子および骨格原子と水素結合を形成します。正しいtRNAのみがPTCのコンフォメーション変化を誘発し、PTCが触媒作用を実行します。

2番目のステップは、動的校正と呼ばれ、EF-Tu・GDPがリボソームから不可逆的に解離した後に発生します。GTP加水分解は、アミノアシルtRNAが触媒作用のためにPTCの活性部位に移動する短い遅延の始まりを示します。この遅延中に、誘導適合ステップを通過した誤ったコドン-アンチコドンペアは、正しいペアよりも解離する可能性が高くなります。この理由は、間違ったtRNAがコドンと弱い塩基対を作り、正しい一致よりも間違った一致の方が時間遅延が長くなるためです。