Posted in | Microscopy | Nanoanalysis

Biologer Följer det Processaa av RNAVikning med Under-NanoscalePrecision

Published on October 20, 2012 at 5:01 AM

I ett soundproofed, vibration-stabiliserat temperatur-kontrollerat rum det Stanford biophysicistSteven Kvarteret höll ögonen på en mycket liten origami projekterar.

Forskarna höll den växande RNAEN för att stranda spänt i ”en hantel” ställer in. Två pryder med pärlor rymdes in förlägger vid optiska fällor. Enzymet, som kopierar DNA in i RNA - RNAP i diagrammet - fästes till ett pryder med pärlor, fördriver den nya RNAavskriften fästes till annat. Kirsten Frieda och Steven Kvarter, Stanford Biophysics

”Är apparaturen så känslig, att, om du talar i rummet, vibrationerna i lufta störer rörelsen som du är pröva att mäta,” honom sade tyst. På ett svartvitt övervaka, två mikroskopiska plast- pryder med pärlor drogs långsamt ifrån varandra.

Även Om vi inte kunde se, det även på denna kick - som är jämn av förstoring, mellan, pryder med pärlor sträcktes en singel strandar av RNA, vikning upp i real-time.

Därför Att RNAnucleotides är så lilla - varje är endast nanometers long - dessa verkställer aldrig hade observerats direkt för. KvarterLabbapparaturen är, så precisera, det kan mäta distanserar till inom diametern av en väteatom.

Men Kvarter bedrift är inte anmärkningsvärd endast för dess känslighet. Hur RNAmolekylvecket är ett longstanding biologiskt problem. Det är avgörande för molekylarna fungerar, och olika RNAkonfigurationer leker en reglerande roll för grund under transkriptionen av de very RNAmolekylar.

”Utfärdar av genen kontrollerar är arguably viktigare, än generna sig själv,”, sade Kvarter. ”Vad gör åtskillnad mellan, är organismer inte generna per se, är det vilka gener får uttryckta var och när.”,

Kvarteret, en professor av applicerad fysik och av biologi och doktoranden Kirsten Frieda publicerade deras rön i dag i föra journal överVetenskapen.

Laser-fällor
Det nyckel- till ”turnera-de-styrkan av instrumentation,”, som Kvarteret punned, var bruket av ”optisk pincett.”, När det förläggas i banan av en högt fokuserad laser, pryder med pärlor det mycket små laget tilldrogs till centrera av stråla, var elkraften sätter in producerat av det ljust är starkast. Forskarna var därmed kompetent att placera, och att immobilize pryder med pärlor med ytterlighetkonsistens och exakthet.

I det eleganta Kvarteret ställa in, en singelmolekyl av RNApolymerasen - enzymet, som kopierar DNA, strandar in i RNA - fästes till en pryder med pärlor, fördriver den dyka upp RNAavskriften anknöts till annan.

Genom att hålla spänningen mellan tvåna, pryder med pärlor konstant, och mäta distansera dem emellan som var de som var rörda ifrån varandra, Kvarteret kompetent till mätinstrumentet som den ändrande längden av den nya RNAEN strandar.

”Vad vi fick var en ytterst detaljerad readout av hur RNA viker, som den bearbetas av RNApolymerasen,” sade Kvarteret.

Koppla riboswitchen
I fallet av RNAavskriften som var utstuderad vid Kvarteret och Frieda, fanns det två gestaltningalternativ, som ledde till två mycket olika funktionella resultat.

”Favoriserade” alternativ - omkring 10 miljard tider troligen att bilda, all saker som är jämliket - var en terminator strukturerar skulle det stoppar transkription, om den bildade.

Annat strukturerar var enterminator som bildas av en bekant RNAbeståndsdel, som en riboswitch lokaliserade a lite upstream av terminatoren. Riboswitches är en allmänning, men den dåligt förstådda metoden av genregleringen, grundar sammanlagt kungariken av liv. Dessa elasticiteter av RNAavskrifter ändrar gestaltning, efter bestämda lilla för band har uppsätta som mål molekylar, med följder för gen kontrollerar.

Anti-terminatoren var mindre thermodynamically stall än terminatoren, och därför mycket mindre troligen att bilda. Därför Att den bildade litet snabbare, än terminatoren, emellertid, ”, fick den dess fot i dörren,” sade Kvarteret.

”Är Det a bet något liknande det gammala skämtet om att fly en björn i träna,”, sade han. ”Måste Du inte faktiskt att köra snabbare, än björnen, dig precis måste att köra snabbare än din vän som är med dig.”,

När riboswitch'sna uppsätta som mål, var molekylen närvarande, de fann forskarna, anti-terminatoren skulle konsekvent bildar och att förhindra terminatoren från vikning och låta transkription fortsätta onward. Den dess anti-terminatoren skulle endast hållen formar för en understödja eller så, men en understödja är precis long nog.

”Var Vi första som faktiskt ser en riboswitch koppla,”, sade Kvarter.

Laget hoppas för att fördjupa dess tekniker till annan strukturerade RNAs som är inklusive mer riboswitches, såväl som ribozymes - RNAs som kan catalyze kemiska reaktioner - och tRNAsna som är avgörande till proteinöversättningen.

Källa: http://www.stanford.edu/

Last Update: 20. October 2012 05:33

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit