氨酰-tRNA 合成酶
/ uh-MEE-no-AS-il tee-AR-en-AY SIN-thuh-tace /
只有当每一个转运 RNA 都确实携带它所声称的那种氨基酸,翻译才能正常进行。哪怕只有一个转运 RNA 装错了氨基酸,遗传密码仍会被正确读出,蛋白质却照样出错——就像一封地址写得完美无误的信封,里面塞错了信。氨酰-tRNA 合成酶正是防止这种情况的酶。它们的工作是把正确的氨基酸黏到正确的转运 RNA 上,这一动作叫做给转运 RNA“充电”(charging)。
氨酰-tRNA 合成酶是一类酶,它识别一种特定的氨基酸以及与之相配的转运 RNA,然后利用 ATP 提供的能量,把该氨基酸结合到转运 RNA 的尾端。细胞拥有一整套这样的酶——大体上每种氨基酸对应一种,每一种都是细致的“红娘”,同时读取氨基酸和转运 RNA 双方的特征,确保它们确实般配。许多此类酶还更进一步进行校对:如果当场抓到错误的氨基酸,就会在它被用上之前把它水解掉,从而把总体出错率压低到大约几万分之一。
这类酶之所以重要,是因为它们才是遗传密码准确性的真正守护者。核糖体只检查密码子与反密码子是否配对,却无法核实挂在转运 RNA 上的氨基酸是否正确。因此整条蛋白质的保真度,实际上系于合成酶是否给每个转运 RNA 正确地充了电。可以这样总结:遗传密码在物理层面被“写”了两次——一次由密码子与反密码子的配对规则来写,另一次——而且更具决定性——由每种合成酶把哪种氨基酸接到哪种转运 RNA 上来写。
负责氨基酸缬氨酸的那种合成酶,有时会误抓与之非常相似的苏氨酸。它不会让这个错误蒙混过关,而是把错误转移到一个单独的“编辑”口袋里并将其剪除——这是一道内建的校对步骤,使错误的氨基酸进不了蛋白质。
内建的校对功能,让这些酶能纠正自己险些犯下的错误。
核糖体无法判断转运 RNA 上的氨基酸是否正确——它只检查密码子与反密码子的配对。因此,遗传密码的准确性主要是在合成酶的“配对”这一步才真正得到保障。