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图4—69 2009年的诺贝尔化学奖颁给了文卡特拉曼·拉马克里希南（左）、托马斯·施泰茨（中）和阿达·约纳特（右），嘉奖他们“对核糖体结构与功能的研究”。（来自Royal Society uploader、Prolineserver、Science History Institute）
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图4—70 肽基转移酶中心的结构。A图像就是第六章里，我们温习中心法则的翻译过程的图2—51，这里额外标注了一段蓝色和绿色的弧线，那就是肽基转移酶中心在核糖体中的位置，它们约束了P位点和A位点两个转运RNA的末端，促成了肽键的形成。更真实的B图像来自阿达·约纳特在2009年的诺贝尔奖演讲稿中使用的插图，上方的蓝色螺旋和绿色螺旋就是那两段弧线的真实形态。这是两个高度相似的RNA螺旋，图中只画了它们的磷酸核糖骨架，省略了所有的碱基，可见二者共同围绕成了一个倒置的漏斗状，下方黄色的是两个转运RNA的CCA尾，它们伸进了漏斗的中心。如果你没有从这个角度看出两个螺旋的相似与对称，那么C图像是把P螺旋旋转180°的结果，你会看到它与A螺旋有着惊人的重合。D图像是从下方仰视这个漏斗的样子，你会看到这两个螺旋相似且对称。（作者绘）
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图4—71 如果上面的讲述还是不太能让你理解这整个过程，那么把图4—70中的D图像抽象一下，就得到了这张图。蓝色和绿色的螺旋分别是肽基转移酶中心的A螺旋和P螺旋，标记着“A”和“P”的倒锥形复合物就是A位点和P位点的两个转运RNA的末端（因为是仰视图，所以它们都截断了，用虚线表示截面）。那么，你会看到A和P两个螺旋的凹槽刚好对在一起，两个转运RNA的末端刚好沿着这个凹槽滑动。同时，凹槽底部正中央是漏斗的出口，P位点的转运RNA携带的肽链就从这个出口顺出去，而A位点的转运RNA带着一个新的氨基酸从右下方滑进凹槽，当它足够靠近肽链的末端，整个肽链就会连接到这个新的氨基酸上面了，即所谓的“肽基转移”——这整个过程对应的，就是图2—51里发生的变化。（作者绘）
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结合第六章，我们会发现，在具体的翻译过程中，相继进入核糖体的两个转运RNA都会把CCA尾伸进漏斗，其中，先来的CCA尾上是已经形成的肽链，后到的CCA尾上是下一个氨基酸。而在漏斗收拢的中心，这个氨基酸就会与肽链靠得足够近，由此形成又一个肽键，让整条肽链延长一节。这个结构非常精密，两个螺旋稍微改变一个碱基都可能改变蛋白质的合成效率。
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所以迄今为止，人类至少比较了三个域的930个物种，连同线粒体和叶绿体的这对螺旋，结果发现它们的肽基转移酶中心都惊人地一致，一致得可以重叠起来。循着我们在这一幕里的“经验”，我们已经清晰地感觉到，这又是末祖的遗传。于是，约纳特在2009年的诺贝尔奖颁奖现场的演讲稿中提出：核糖体最初的形态就是这两个对称的螺旋，除此之外层层叠叠的RNA与蛋白质，全都是在进化中逐渐附加上去的。
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生命的起源：所有生命的共同祖先在40亿年前是怎样诞生的？ [:1700256356]
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·更多的螺旋·
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如果这里不断提起的“螺旋”二字让你回想起上一章的某些内容，想到了转运RNA的迷你螺旋，那你的确想到关键地方去了：如图4—72，肽基转移酶中心的两个螺旋，竟然与转运RNA如此相像。II
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图4—72 蓝色和绿色的是肽基转移酶中心的两个螺旋，橙色的是转运RNA，它们的三维结构可以很近似地重叠起来。（作者绘）
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最早注意到这种相似性的，是另一个优秀的以色列女性化学家伊拉纳·阿格蒙（Ilana Agmon）。她与阿达·约纳特一同在魏茨曼科学研究所[1]工作，是阿达·约纳特的研究小组里的重要成员，许多关于核糖体结构的突破性成果都凝聚着她的夙寐辛劳。在过去的10余年里，阿格蒙不但发现了图4—72里那种微妙的相似性，还在核糖体里注意到了另外一些蹊跷之处。
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想想看，我们已经有了转运RNA，也有了肽基转移酶中心，但要真的实现翻译过程，这还远远不够。因为如果只有它们，肽基转移酶中心就只能随机结合转运RNA，聚合出随机序列的肽链——当然，随机的肽链也未必完全无用，我们会在下一幕里看到一些关于它们的消息，但毕竟，我们期待的是真正的蛋白质翻译系统，所以还必须有别的东西能让信使RNA也参与进来，给转运RNA赋予次序，还要有什么东西能把这一切固定在恰到好处的空间位置上，这样才能成为一个实在的蛋白质翻译系统。
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在今天的核糖体里，许多RNA或蛋白质部件都参与了这两项任务。不过追究起来，负责结合信使RNA的关键结构是小亚基的“3’端附近结构”，把这一切固定起来的关键结构是大亚基里的“桥元件”。[2]在今天的细胞里，它们的位置关系就像如图4—73展示的那样。
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而阿格蒙注意到的蹊跷之处就在这里了，这两个结构竟然也是鸡大腿形、酷似转运RNA的螺旋结构！
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图4—73 蛋白质翻译系统的核心组件由一系列的L形螺旋构成。如图左，上方蓝色和绿色部分是肽基转移酶中心的两个螺旋；红色部分是核糖体大亚基的桥元件；紫色部分是核糖体小亚基的3’端附近结构，也就是图2—51中被比作“凳子”的小结构；黄色部分是P位点转运RNA，当然，A位点的转运RNA也是其中的主要成员，这张图出于方便没有画出来；青色的是一小段信使RNA。图右是这些组件在之前图示中的对应位置，大致地说，从左侧看图右，得到的就是图左。（作者绘）
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于是，在这些相似性的基础上，阿格蒙把约纳特的假说向前推进了一步，提出了一个精彩的蛋白质翻译系统起源图景——“L形螺旋组件装配假说”III。
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首先，在最初的RNA世界里，RNA都比较短，只有区区二三十个碱基，很容易凑巧成为“发卡”。
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在这里，所谓“发卡”是RNA最重要的基本二级结构。如图4—74，它是某些特定序列的单链RNA从中间弯折180°，与自己互补配对产生的二级结构。由于RNA的磷酸核糖骨架不能过度弯折，所以发夹拐弯处总有至少3个碱基不能配对，形成一个环，恰似老式的钢丝发卡，所以有了这个名字。另外，又由于这种结构配对的地方是个“茎”，不配对的地方是个“环”，所以又叫“茎环”。总之不管叫什么，那个配对的部分还会进一步的扭曲起来，形成螺旋状的三级结构，比如上一章里的迷你螺旋就是其中的代表。[3]
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出于各种机制，这些单体的螺旋又进一步组装成了大约70个碱基的L形的螺旋。有的状似鸡大腿，就是后来的转运RNA；有的可以拼成一个漏斗，就是肽基转移酶中心的那对螺旋；还有一些可以结合信使RNA，奠定了小亚基3’端附近结构的原型；又有一些可以把它们全都固定在一起，成为大亚基桥元件的雏形。