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Los Biólogos Siguen el Proceso del ARN Plegable con la Precisión Sub-Nanoscale

Published on October 20, 2012 at 5:01 AM

En un cuarto soundproofed, vibración-estabilizado, de temperatura controlada, Bloque de Steven del biofísico de Stanford miraba un proyecto muy pequeño de la papiroflexia.

Los investigadores mantuvieron el hilo creciente del ARN tirante un ajuste de la “pesa de gimnasia”. Dos bordes fueron sujetados en el lugar por los desvíos ópticos. La enzima que transcribe la DNA en el ARN - RNAP en el diagrama - fue asociada a un borde, mientras que la nueva transcripción del ARN fue asociada al otro. Kirsten Frieda y Bloque de Steven, Biofísica de Stanford

“El aparato es tan sensible que, si usted habla en el cuarto, las vibraciones en el aire perturban el movimiento que usted está intentando medir,” él dijo reservado. En un monitor blanco y negro, dos bordes plásticos microscópicos eran drenados despacio aparte.

Aunque no podríamos verlo incluso en esto de alto nivel de la magnificación, entre los bordes fue estirado un único hilo del ARN, plegable hacia arriba en tiempo real.

Porque los nucleótidos del ARN son tan pequeños cada uno son solamente nanómetros de largo - estos efectos nunca habían sido observados directamente antes. El aparato de Laboratorio del Bloque es tan exacto, él puede medir distancias dentro del diámetro de un átomo de hidrógeno.

Pero la hazaña del Bloque no es notable solamente para su sensibilidad. Cómo el doblez de las moléculas del ARN es un prolongado problema biológico. Es crucial para la función de las moléculas, y diversas configuraciones del ARN desempeñan un papel regulador fundamental durante la transcripción de esas mismas moléculas del ARN.

Las “Aplicaciones el mando del gen son discutible más importantes que los genes ellos mismos,” el Bloque dijo. “Qué distingue los organismos no son los genes por sí mismo, es qué genes consiguen expresados donde y cuándo.”

El Bloque, profesor de la física aplicada y de la biología, y del estudiante de tercer ciclo Kirsten Frieda publicó sus conclusión hoy en la Ciencia del gorrón.

Desvíos del Laser
El clave a la “viaje-de-fuerza de la instrumentación,” como el Bloque hizo juegos de palabras, era el uso de “pinzas ópticas.” Cuando estaban colocados en el camino de un laser altamente enfocado, los bordes minúsculos de las personas fueron atraídos al centro del haz, donde está el más fuerte el campo eléctrico producido por la luz. Los investigadores podían de tal modo colocar e inmovilizar los bordes con estado coherente y exactitud extremos.

En el ajuste elegante del Bloque, una única molécula de la polimerasa de ARN - la enzima que transcribe hilos de la DNA en el ARN - fue asociada a un borde, mientras que la transcripción emergente del ARN fue conectada al otro.

Manteniendo la tensión entre los dos bordes constante y midiendo la distancia entre ellos como separaron, el Bloque podía calibrar la longitud cambiante del nuevo hilo del ARN.

“Qué conseguimos era una lectura del choque-por-choque de cómo el ARN plegable como es tramitado por la polimerasa de ARN,” dijo el Bloque.

Cambiar el riboswitch
En el caso de la transcripción del ARN estudiada por el Bloque y Frieda, había dos opciones de la conformación, que llevaron a dos resultados funcionales muy diversos.

La opción “favorecida” - cerca de 10 mil millones veces más probablemente al formulario, todas las cosas que son igual - era una estructura del adaptador que pararía la transcripción si formó.

La otra estructura era un anti-adaptador formado por un elemento del ARN conocido como riboswitch localizó poco contracorriente desde el adaptador. Riboswitches es un común pero el método mal entendido de regla del gen, encontró en todos los reinos de la vida. Estos alargamientos de las transcripciones del ARN cambian la conformación después de atar ciertas pequeñas moléculas de la meta, con las consecuencias para el mando del gen.

El anti-adaptador era menos termodinámico establo que el adaptador, y por lo tanto formar mucho menos probablemente. Porque formó ligeramente más rápidamente que el adaptador, sin embargo, “consiguió su pie en la puerta,” dijo el Bloque.

“Es un poco como la vieja broma sobre el escape de un oso en el bosque,” él dijo. “Usted no tiene que real ejecutarse más rápidamente que el oso, usted apenas tiene que ejecutarse más rápidamente que su amigo que esté con usted.”

Cuando la molécula de la meta de los riboswitch estaba presente, los investigadores encontrados, el anti-adaptador formarían constantemente, evitando el adaptador plegable y permita que la transcripción continúe adelante. El anti-adaptador llevaría a cabo solamente su dimensión de una variable por un segundo o Así pues, pero un segundo es apenas suficientemente largo.

“Éramos los primeros para ver real un interruptor del riboswitch,” el Bloque dijo.

Las personas esperan ampliar sus técnicas al otro RNAs estructurado, incluyendo más riboswitches, así como los ribozymes - RNAs que pueden catalizar reacciones químicas - y los tRNAs cruciales a la traslación de la proteína.

Fuente: http://www.stanford.edu/

Last Update: 20. October 2012 05:33

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