¿Qué fuerza física atrae el anticodón del ARNt al codón del ARNm durante la traducción?

Como ocurre con muchos procesos de la biología celular, nada se mueve realmente a ninguna parte, atraído por una fuerza específica. Lo que eso significa es que cualquier molécula tiene la oportunidad de interactuar con cualquier otra molécula, digamos, unirse a ella. La única fuerza que actúa es la fuerza eléctrica de atracción de las cargas negativas hacia las positivas.

Debido a la difusión y las fluctuaciones de temperatura, las moléculas deambulan, chocando entre sí. A veces, dos moléculas complementarias chocarán entre sí en una orientación energéticamente eficiente muy deseable. Sus interfaces a escala atómica (con cargas diminutas en ellas) se encontrarán tan limpias como la mano encuentra un guante del tamaño/orientación correcto, limpio y cómodo. Esa es la forma en que, por ejemplo, el ARNt encuentra una ranura en el complejo ribosoma/ARNm para conectarse. solo modelo simple de llave y cerradura, o mano y guante, eso es todo lo que hay. Y la belleza es que puede intentar calcular computacionalmente la probabilidad y la energía de diferentes interacciones a partir de estructuras moleculares en 3D.

Ahora, hay muchos ARNt, pero la glicina-ARNt se unirá más estrechamente al complejo glicina-codón/ribosoma. Existe la posibilidad de que Alanine-tRNA entre en ese lugar, pero esa posibilidad es muy pequeña en comparación con la posibilidad de una interacción adecuada. Además, debido a que las interfaces de Ala-tRNA y Ala-codone no coinciden exactamente, la vibración molecular debido al calor (temperatura) destruirá este complejo rápidamente. Esto permite la especificidad.

Quería ilustrar el proceso que expliqué en un comentario sobre la respuesta de aandreev con algunas imágenes, sin embargo, solo copié/pegué las secciones de texto reales.

De los comentarios:

El tRNA está unido a un EF-Tu de elongación (que también está unido a GTP). El Ef-Tu tiene afinidad por un sitio de unión del factor en el sitio A de la subunidad ribosómica grande. Tiene un triplete de anticodón en el ARNt, y una curva en la estructura 3D del bucle de anticodón le da un emparejamiento de bases oscilantes en la última base nitrogenada. Cuando el anticodón del tRNA se une lo suficientemente fuerte al mRNA, dos adeninas adyacentes en el rRNA 16s del sitio A entrecruzan (a través de enlaces de hidrógeno) los surcos menores formados por el tRNA emparejado correctamente. Estas adeninas no diferencian entre pares G:C o A:T, solo la estanqueidad/corrección de la unión del ARNt.

En resumen, fuerzas electrostáticas y fuerzas mecánicas. Las fuerzas electrostáticas son responsables del clásico apareamiento de bases de Watson y Crick que es, de hecho, lo que une codones y anticodones. Las fuerzas mecánicas están involucradas en el desplazamiento del apareamiento y el cambio de los ARN. Las subunidades del ribosoma literalmente agarran y mueven tanto el mensajero como los ARNt.