蛋白质变换脱氧核糖核酸成分子维可牢尼龙搭扣

蛋白质，称 condensins，对在染色体的各种各样的管理进程是重要，但是在他们的功能后的技工是主要未知的。 当研究员交替地被舒展和被压缩脱氧核糖核酸一个唯一分子与附上的 condensins 的，他们发现脱氧核糖核酸在 “单击逐步地延伸了”，如同维可牢尼龙搭扣解压缩。

一个唯一脱氧核糖核酸分子的成功的处理与附上的 condensin 蛋白质的使振振有词考虑使用一个相似的方法测试处理在这个细胞的染色体的机械，说其中一个研究的高级作者，卡洛斯 Bustamante，加州大学的一位霍华德・休斯医疗学院研究员，伯克利。

Bustamante、赖安 B. Case，尼古拉斯 R. Cozzarelli 和他们的伯克利的同事发布了他们的在 2004年 6月 3日的发现，在快速的科学，提供所选的条款迅速电子发行从日记帐科学的。

“直到现在，一点知道关于 condensins 的功能”， Bustamante 说。 “知道，如果蛋白质的基因被击倒了，染色体在细胞分裂没有能适当地分离。 一个子细胞什么都不也许接受所有脱氧核糖核酸和其他”。

Bustamante 和他的同事由提供证据的另一个组研究员注意到更早的研究 condensins 看上去导致 “supercoiling”在脱氧核糖核酸，发生，当二个螺线分子交错时。

“我们决定设法开发单一分子检验，发现我们是否可能真了解此蛋白质的作用结构对脱氧核糖核酸的”，说 Bustamante。 “即使没有此蛋白质的活动的批量检验，我们认为我们可能会获得幸运并且观察若干活动在单一分子级别”。

研究员与在细菌找到的 condensin 一起使用的类型大肠埃希氏菌。 他们的包括的实验程序附有脱氧核糖核酸分子的一个末端一个微小的塑料小珠由在微球管上的吸暂挂了。 他们然后造成脱氧核糖核酸分子由通过它的流的液体延伸，并且显示了它在包含细菌 condensin 蛋白质的解决方法。 其次研究员添加了能源包含的分子 ATP 到这个解决方法。 在 ATP 被添加了后，他们获取了 condensin 对待的脱氧核糖核酸分子的另一个末端与另一个塑料小珠的并且进行了在脱氧核糖核酸的下拉式用精密地被评定的强制。

“我们发现脱氧核糖核酸分子变得短在 condensin 蛋白质面前”，说 Bustamante。 “并且，当我们开始分开仔细拉它，我们在强制的锯齿模式看见它延伸，象单击单击单击维可牢尼龙搭扣解压缩。

“当我们再拉了第二次，对于我们的意外，进程相等地再生产了在锯齿模式的每个齿。 我们未曾看见如此物。 我们认为我们只看到在舒展的噪声脱氧核糖核酸，反而我们看到在锯齿模式的一个理想的注册表”， Bustamante 说。

该理想的增殖率严格建议了给 Bustamante 和他的同事他们看到与一个明确定义的组织的一个浓缩的结构。 “在我们拔出它并且放松了它时候，这个分子能返回到同一个首字母或浓缩的表单”， Bustamante 说。 实际上，研究员许多次拉了并且放松了同一个脱氧核糖核酸分子，每次看到扩展名和结露的同一个锯齿模式。

他们也发现能源包含的 ATP 分子看上去扮演一个管理角色，而不是提供能源为缩合反应。 当研究员从这个解决方法去除了所有超额 ATP，他们发现 condensin 蛋白质继续发挥作用。 “查找的那是大惊奇，因为我们预计是的蛋白质更多象必须每次烧 ATP 的马达它凝聚了”，说 Bustamante。 并且，当他们从这个解决方法取消了超额蛋白质，被限制的蛋白质能对 recondense 脱氧核糖核酸，当在脱氧核糖核酸的紧张降低。

研究员的分析导致他们建议设计 condensin 蛋白质字符串如何配合凝聚脱氧核糖核酸分子。 他们推理 “顺序地和紧密地朝向” condensin 蛋白质附上对脱氧核糖核酸。 通过附有用这种方式，每蛋白质 “与其邻居合作”，可逆束缚对，从而逐渐碾碎脱氧核糖核酸的下蛋白质的题头到其浓缩的状态。 并且，当研究员实验舒展了脱氧核糖核酸分子， condensin 题头分开顺序地弹出，导致锯齿强制扩展名模式。 但是题头依然是区域对脱氧核糖核酸，因此，当强制降低时他们可以回到他们闭合的状态和 recondense 脱氧核糖核酸分子。

根据 Bustamante，细菌 condensin 分子的这些研究对操作脱氧核糖核酸并且维护染色体结构相似的蛋白质的将来的研究将开辟这条道路。 “这些分子实际上执行他们的功能的实际结构是未知的”，他说。 “然后我们是非常兴奋的我们能开发检验，第一次，产生我们了解对这些分子如何可能操作在这个分子级别”。

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