在我们的细胞生产的千位蛋白质,少量是一样重要的象酵素核糖核酸聚合酶 (RNAP),有唯一能力忠实地复制从脱氧核糖核酸的基因信息。
实际上,所有有机体 - 从细菌到人 - 依靠 RNAP 启动蛋白质综合的复杂进程。 尽管其在细胞生物学的关键的作用,根本问题依然是关于 RNAP 酵素如何实际上运作。
现在从斯坦福大学和威斯康辛麦迪逊大学的科学家解决了一部分的难题。 写在日记帐细胞,研究小组发现 RNAP 分子在沿脱氧核糖核酸双重螺旋的特定站点做常见的停留。 查找的这在 RNAP 酵素从脱氧核糖核酸定期地做千位简要终止的小组的 2003年发现时来 (“普遍存在的停留”),当执行抄录基因信息重要任务到核糖核酸 - 时进程叫副本。
“基因的副本是非常重要的”,共同执笔者史蒂文 M. Block,生物科学教授说研究和在斯坦福的应用物理学。 “是什么确定细胞之间的区别在您的脑子或您的重点或者您的肝脏。 所有您的细胞有同一个脱氧核糖核酸,但是什么使他们不同是他们抄录对不同的蛋白质编码的不同的基因”。
从脱氧核糖核酸到对蛋白质的核糖核酸
蛋白质综合醒目是类似的在所有有机体。 它从脱氧核糖核酸 - 著名梯子型双重螺旋开始,阶 (或 “基础”) 请包括缩写已知的四个化工部件 A、 T、 G 和 C。 一个典型的脱氧核糖核酸分子包含输入千位蛋白质,对生活是重要的千位基因。 每个基因包括一套在运载编译的特定蛋白质明确的指示的一个唯一顺序安排的脱氧核糖核酸基础。 但是一个人误置了在该顺序 - 用 A.c. 替代 T 的信函,例如 - 可能生产导致严重的疾病或先天缺陷的损坏的蛋白质。
副本,在蛋白质综合的第一步,开始,当 RNAP 酵素解找出基因脱氧核糖核酸双重螺旋的一个小的部分压缩。 酵素通过化工每次复制 (“抄录”) 基因一基础然后编译核糖核酸一条新的补充子线。 RNAP 将持续移动沿脱氧核糖核酸子线,直到整个基因顺序被抄录在编码核糖核酸上,然后起一块模板作用对于编译实际蛋白质。
纳米技术
要观察在活动的 RNAP,块和他的同事使用在他的斯坦福实验室”安置的一个定制的 “光学陷井。 此敏感仪器在实时允许研究员通过捕捉脱氧核糖核酸和 RNAP 各自的分子观察副本在红外线灯详细的射线。
“我们的评定是准确的到一毫微米 - 唯一氢原子的宽度的十分之一”,解释的块。 “当您学习 RNAP 酵素在该缩放比例时,您发现它沿脱氧核糖核酸有一阵子移动,没有明显的原因然后看起来终止。 我们已经推测的有些停留。 确实长部分,发生每 1,000 个基础或如此和最后 30 分钟,经常发生,当酵素犯一个错误。 然后,它一定支持和更正这个错误。 但是为每一个那些,有大致只持续大约 1 秒并且发生每 100 个基础或的 10 普遍存在的停留,因此 -,并且他们的角色确实是有点奥秘”。
顺序受抚养者
要查找这个答复,克里斯季娜 M. 赫伯特,一名研究生在块的实验室和细胞的主要作者学习,被创建的实验脱氧核糖核酸模板使用触发长的停留 - “回溯停留”的二种类型之一在 RNAP 的与基因管理规定相关简要酵素反向的一个特殊 240 基础对顺序; 或者 “簪子停留”,命名了对于有时形成的微小的簪子型结构,当核糖核酸子线束缚对本身。
“克里斯季娜做有连续多次被重复的同一个 240 基础对顺序八次的这些完全地冷静脱氧核糖核酸模板”,块说。 当 RNAP 分子附有了模板,他们正常运行如预测,简要停留回溯和簪子停留站点,但是不实际上回溯或者形成簪子。