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Os Biólogos Seguem o Processo de RNA que Dobra-se com a Precisão Secundária-Nanoscale

Published on October 20, 2012 at 5:01 AM

Em uma sala feita isolamento sonoro, vibração-estabilizada, temperatura-controlada, Bloco de Steven do biofísico de Stanford olhava um projecto muito pequeno do origâmi.

Os pesquisadores mantiveram a costa crescente do RNA tenso em uma instalação do “peso”. Dois grânulos foram guardarados no lugar por armadilhas ópticas. A enzima que transcreve o ADN no RNA - RNAP no diagrama - foi anexada a um grânulo, quando o transcrito novo do RNA foi anexado ao outro. Kirsten Frieda e Bloco de Steven, Biofísica de Stanford

“O instrumento é tão sensível que, se você fala na sala, as vibrações no ar perturbam o movimento que você está tentando medir,” ele disse quietamente. Em um monitor preto e branco, dois grânulos plásticos microscópicos eram desenhados lentamente distante.

Embora nós não poderíamos o ver mesmo neste nível elevado de ampliação, entre os grânulos foi esticado uma única costa do RNA, dobrando-se acima no tempo real.

Porque os nucleotides do RNA são tão pequeno- cada um são somente nanômetros por muito tempo - estes efeitos tinham sido observados nunca directamente antes. O instrumento de Laboratório do Bloco é tão preciso, ele pode medir distâncias dentro do diâmetro de um átomo de hidrogênio.

Mas o repto do Bloco não é notável somente para sua sensibilidade. Como a dobra das moléculas do RNA é um problema biológico de longa data. É crucial para a função das moléculas, e as configurações diferentes do RNA jogam um papel regulador fundamental durante a transcrição daquelas moléculas mesmas do RNA.

As “Introduções do controle do gene são discutìvel mais importantes do que os genes eles mesmos,” o Bloco disse. “O Que se diferencia os organismos não são os genes por si mesmo, é que genes obtêm expressados onde e quando.”

O Bloco, um professor de física aplicada e da biologia, e do aluno diplomado Kirsten Frieda publicou seus resultados hoje na Ciência do jornal.

Armadilhas do Laser
A chave à “excursão-de-força da instrumentação,” como o Bloco punned, era o uso “da pinça óptica.” Quando colocados no trajecto de um laser altamente focalizado, os grânulos minúsculos da equipe foram atraídos ao centro do feixe, onde o campo elétrico produzido pela luz é o mais forte. Os pesquisadores podiam desse modo posicionar e imobilizar os grânulos com consistência e precisão extremas.

Na instalação elegante do Bloco, uma única molécula da polimerase de RNA - a enzima que transcreve costas do ADN no RNA - foi anexada a um grânulo, quando o transcrito emergente do RNA foi ligado ao outro.

Mantendo a tensão entre os dois grânulos constante e medindo a distância entre eles como colocaram, o Bloco podia calibrar o comprimento em mudança da costa nova do RNA.

“O Que nós obtivemos era um readout do sopro-por-sopro de como o RNA se dobra como é processado pela polimerase de RNA,” disse o Bloco.

Comutando o riboswitch
No caso do transcrito do RNA estudado pelo Bloco e pelo Frieda, havia duas opções da conformação, que conduziram a dois resultados funcionais muito diferentes.

A opção “favorecida” - aproximadamente 10 bilhão vezes mais provavelmente ao formulário, todas as coisas que são igual - era uma estrutura do terminal que parasse a transcrição se formou.

A outra estrutura era um anti-terminal formado por um elemento do RNA conhecido como um riboswitch encontrou pouco a montante do terminal. Riboswitches é uma terra comum mas o método deficientemente compreendido do regulamento do gene, encontrou em todos os reinos da vida. Estes estiramentos de transcritos do RNA mudam a conformação após ter ligado determinadas moléculas pequenas do alvo, com conseqüências para o controle do gene.

O anti-terminal era menos thermodynamically estábulo do que o terminal, e conseqüentemente para formar muito menos provavelmente. Porque formou ligeira mais rapidamente do que o terminal, contudo, “obteve seu pé na porta,” disse o Bloco.

“É um pouco como o gracejo velho sobre o escape de um urso nas madeiras,” disse. “Você não tem que realmente ser executado mais rapidamente do que o urso, você apenas tem que ser executado mais rapidamente do que seu amigo que é com você.”

Quando a molécula do alvo dos riboswitch estou presente, os pesquisadores encontrados, o anti-terminal formariam consistentemente, impedindo o terminal dobre e permita que a transcrição continue avante. O anti-terminal guardararia somente sua forma por um segundo ou Assim, mas um segundo é apenas suficientemente longo.

“Nós éramos os primeiros para ver realmente um interruptor do riboswitch,” o Bloco disse.

A equipe espera estender suas técnicas ao outro RNAs estruturado, incluindo mais riboswitches, assim como ribozymes - RNAs que podem catalisar reacções químicas - e os tRNAs cruciais à tradução da proteína.

Source: http://www.stanford.edu/

Last Update: 20. October 2012 05:32

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