27.2. Надежность синтеза белка определяется высокой специфичностью аминоацил-тРНК-синтетаз
Правильная трансляция генетических матриц обеспечивается высокой специфичностью аминоацил-тРНК-синтетаз. Эти ферменты весьма избирательны в отношении активируемых аминокислот и соответствующей тРНК-акцептора. Как будет указано несколько ниже, молекулы тРНК, акцептирующие различные аминокислоты, имеют различные последовательности оснований, благодаря чему синтетазы легко узнают их. Гораздо более сложная задача для этих ферментов - различать сходные аминокислоты. Например, единственное различие между изолейцином и валином состоит в том, что изолейцин содержит лишнюю метиленовую группу (рис. 27.2). Дополнительная энергия связывания, которую вносит эта лишняя группа 
благоприятствует тому, что активация изолейцина происходит примерно в 200 раз чаще, чем активация валина. Концентрация валина in vivo примерно в 5 раз выше концентрации изолейцина, так что валин должен
был бы неправильно включаться вместо изолейцина в одном случае из 40. Однако наблюдаемая частота ошибок in vivo составляет всего одну на 3000. Это указывает, что должна существовать еще какая-то стадия коррекции ошибок для увеличения надежности. Действительно, синтетаза исправляет собственные ошибки. Валин, активированный по ошибке, не переносится на тРНК, специфичную к изолейцину. Вместо этого тРНК способствует гидролизу валин-АМР и таким образом предупреждает его неправильное включение в белки. Кроме того, эта гидролитическая реакция освобождает синтетазу для активации и переноса изолейцина правильной аминокислоты. Каким образом синтетаза избегает гидролиза изолейцин-АМР - правильного промежуточного продукта? Скорее всего, гидролитический участок достаточно велик, чтобы там поместился валин-АМР, но слишком мал для связывания изолейцин-АМР.
Многие другие аминоацил-тРНК-синтетазы также содержат, помимо участков синтеза, гидролитические участки. Возможно, эти участки действуют как двойные фильтры, обеспечивающие высокую надежность. Участок синтеза отбрасывает аминокислоты, превышающие по размеру нужную аминокислоту, а гидролитический участок разрушает те активированные промежуточные продукты, которые меньше по размеру, чем требуется. Очевидно, высокая надежность синтеза белка в первую очередь зависит от механизма коррекции с помощью гидролитической активности, которой обладают многие аминоацил-тРНК-синтетазы.
