Какая физическая сила притягивает антикодон тРНК к кодону мРНК во время трансляции?

Как и во многих процессах в клеточной биологии, в действительности ничто никуда не движется, притягиваемое определенной силой. Это означает, что у любой молекулы есть шанс взаимодействовать с любой другой молекулой, например, связываться с ней. Единственная сила, которая действует, — это электрическая сила притяжения отрицательных зарядов к положительным.

Из-за диффузии и колебаний температуры молекулы блуждают, натыкаясь друг на друга. Иногда две комплементарные молекулы сталкиваются друг с другом в очень желательной и энергоэффективной ориентации. Их интерфейсы атомарного масштаба (с крошечными зарядами на нем) будут находить друг друга так же аккуратно, как рука находит перчатку нужного размера/ориентации аккуратной и удобной. Так, например, тРНК находит слот в комплексе рибосома/мРНК, чтобы в него вставиться. просто простая модель «ключ-и-замок» или «ручная-перчатка» — вот и все. И прелесть в том, что вы можете попытаться вычислить вероятность и энергию различных взаимодействий из молекулярных трехмерных структур.

Существует много тРНК, но глицин-тРНК будет наиболее прочно связываться с комплексом глицин-кодон/рибосома. Есть шанс, что аланин-тРНК попадет в это место, но этот шанс очень мал по сравнению с шансом правильного взаимодействия. Кроме того, поскольку интерфейсы Ala-тРНК и Ala-кодона не совпадают точно, молекулярная вибрация из-за тепла (температуры) быстро разрушит этот комплекс. Это позволяет конкретизировать.

Я хотел проиллюстрировать процесс, который я объяснил в комментарии к ответу Андреева, с помощью некоторых изображений, однако я просто скопировал/вставил фактические текстовые разделы.

Из комментариев:

тРНК связана с элонгацией EF-Tu (которая также связана с GTP). Ef-Tu имеет сродство к сайту связывания фактора в А-сайте большой субъединицы рибосомы. У вас есть триплет антикодона на тРНК, и изгиб в трехмерной структуре петли антикодона дает вам колеблющееся спаривание оснований на последнем азотистом основании. Когда антикодон тРНК достаточно прочно связывается с мРНК, два соседних аденина в 16s рРНК сайта А сшивают (через водородные связи) малые бороздки, образованные правильно спаренной тРНК. Эти аденины не различают пары G:C или A:T, а только плотность/правильность связывания тРНК.

Короче говоря, электростатические силы и механические силы. Электростатические силы ответственны за классическое спаривание оснований Уотсона и Крика, которое де-факто объединяет кодоны и антикодоны. Механические силы участвуют в смещении спаривания и смещении РНК. Субъединицы рибосомы буквально захватывают и перемещают как мессенджер, так и тРНК.