Tysiące proteiny produkować w nasz komórkach, few są równie znacząco jak enzymu RNA polymerase który unikalną zdolność wiernie kopiować genetyczną informację od DNA., (RNAP)
W rzeczywistości, wszystkie organizmy zależą na RNAP zapoczątkowywać powikłanego proces proteinowa synteza. - od bakterii zaludniać - Pomimo swój kluczowego rola w komórki biologii, fundamentalni pytania zostają o jak RNAP enzym właściwie pracuje.
Teraz naukowowie od uniwersyteta stanforda i uniwersyteta Madison rozwiązywali część łamigłówka. Pisać w czasopismo komórce zespół badaniowy zakłada że molekuła RNAP robi częstym fermatom przy odmianowymi miejscami wzdłuż DNA dwoistego helix. Ten znalezienie komes na piętach drużyny 2003 odkrycie że RNAP enzymy rutynowo robią tysiącom krótkie przerwy ("wszędobylskie fermaty") gdy niosący out zasadniczego zadanie transkrybować genetyczną informację RNA od DNA - proces nazwany transkrybowanie.
"transkrybowanie geny jest strasznie znacząco," powiedział nauka współautora Steven M. blok, profesor biologiczne nauki stosować physics przy Stanford i. "Ja jest co ustala różnicę między komórkami w twój mózg, twój serce lub twój wątróbka. Wszystko twój komórki dokładnie ten sam DNA, ale co robi one różni jest że transkrybują różnych geny które kodują dla różnych protein."
Od DNA RNA proteina
Proteinowa synteza jest uderzająco jednakowa w wszystkie organizmach. Ja zaczyna z DNA - sławny kształtujący dwoisty helix A, T, G i C., czyj szczeble lub "bazy" składał się cztery chemicznej jednostki znać skrótami () Typowa DNA molekuła zawiera tysiące geny które szyfrują tysiące proteiny, które są istotne dla życia. Each gen składać się z set DNA bazy układać w unikalnej sekwenci która niesie wyraźne instrukcje dla budować odmianową proteinę. Ale jeden zawieruszający list w ten sekwenci mógł produkować uszkadzającą proteinę która powoduje poważną wadę okołoporodowa lub chorobę. - T substytuujący dla a.c., na przykład -
Transkrybowanie pierwszy krok w proteinowej syntezie, zaczyna gdy RNAP enzym unzips małą sekcję DNA dwoisty helix dokąd gen lokalizuje. Enzym wtedy buduje nowego uzupełniającego pasemko RNA chemically kopiować genu jeden bazę na raz. ("transkrybujący") RNAP kontynuuje chodzenie wzdłuż DNA pasemka until całkowita gen sekwencja transkrybuje na szyfrującym RNA który wtedy słuzyć jako szablon dla budować faktyczną proteinę.,
Nanotechnologia
Obserwować RNAP w akci używamy, blok i jego koledzy budującego "okulistycznego oklepa" mieścącego w jego Stanford lab. Ten wyczulony instrument pozwoli badaczów obserwować transkrybowanie w czasie rzeczywistym łapać w pułapkę indywidualne molekuły DNA i RNAP w minutowych promieniach światło podczerwone.
"Nasz pomiary są ścisli jedna dziesiąta nanometr - szerokość pojedynczy wodorowy atom," Blokuje tłumaczonego. "Gdy ty studiujesz RNAP enzym przy ten skala, ty odkrywasz dla żadny pozornego powodu i wtedy że ono rusza się wzdłuż DNA chwilowo, ono pojawiać się zatrzymywać. Niektóre fermaty już obliczaliśmy out. Naprawdę tęsk ones często zdarzają się, które zdarzają się każdy 1.000 baz lub w ten sposób i po raz ostatni up to 30 minut, gdy enzym robi błędowi. Wtedy, ja dostać wspierać błąd i korygować. Ale dla każdy tamto są z grubsza 10 wszędobylskich fermat które tylko zdarzają się każdy 100 baz i lub, tam więc - i ich rola jest naprawdę coś tajemnica."
Sekwenci osoba zależna
Znajdować odpowiedź, Kristina M. Herbert, magistrant/magistrantka w bloku lab i wiodącym autorze komórki nauka, tworzący eksperymentalni DNA szablony używać dodatku specjalnego 240 pary podstawową sekwencję która wywołuje jeden dwa typ długie fermaty w RNAP - "cofać się fermatę" kojarzącą z genu przepisem w którym enzym odwrotność kierunek krótko; lub "hairpin fermata," wymieniający dla malutkich kształtować struktur które czasem tworzą gdy RNA pasemko oprawia ja.
"Kristina zrobił te kompletnie chłodno DNA szablonom które ten sam 240 podstawowa pary sekwencja powtarzająca nad z rzędu i znowu osiem czasów," Blokuje powiedział. Gdy molekuły RNAP dołączali szablony, zachowywali się jak przepowiadający, pauzujący krótko wcale fermat miejsca, cofający się hairpins, tworzący, ale właściwie lub. cofającego się i hairpin