在我們的細胞生產的千位蛋白質,少量是一樣重要的像酵素核糖核酸聚合酶 (RNAP),有唯一能力忠實地複製從脫氧核糖核酸的基因信息。
實際上,所有有機體 - 從細菌到人 - 依靠 RNAP 啟動蛋白質綜合的複雜進程。 儘管其在細胞生物學的關鍵的作用,根本問題依然是關於 RNAP 酵素如何實際上運作。
現在從斯坦福大學和威斯康辛麥迪遜大學的科學家解決了一部分的難題。 寫在日記帳細胞,研究小組發現 RNAP 分子在沿脫氧核糖核酸雙重螺旋的特定站點做常見的停留。 查找的這在 RNAP 酵素從脫氧核糖核酸定期地做千位簡要終止的小組的 2003年發現時來 (「普遍存在的停留」),當執行抄錄基因信息重要任務到核糖核酸 - 時進程叫副本。
「基因的副本是非常重要的」,共同執筆者史蒂文 M. Block,生物科學教授說研究和在斯坦福的應用物理學。 「是什麼確定細胞之間的區別在您的腦子或您的重點或者您的肝臟。 所有您的細胞有同一個脫氧核糖核酸,但是什麼使他們不同是他們抄錄對不同的蛋白質編碼的不同的基因」。
從脫氧核糖核酸到對蛋白質的核糖核酸
蛋白質綜合醒目是類似的在所有有機體。 它從脫氧核糖核酸 - 著名梯子型雙重螺旋開始,階 (或 「基礎」) 请包括縮寫已知的四個化工部件 A、 T、 G 和 C。 一個典型的脫氧核糖核酸分子包含輸入千位蛋白質,對生活是重要的千位基因。 每個基因包括一套在運載編譯的特定蛋白質明確的指示的一個唯一順序安排的脫氧核糖核酸基礎。 但是一個人誤置了在該順序 - 用 A.c. 替代 T 的信函,例如 - 可能生產導致嚴重的疾病或先天缺陷的損壞的蛋白質。
副本,在蛋白質綜合的第一步,開始,當 RNAP 酵素解找出基因脫氧核糖核酸雙重螺旋的一個小的部分壓縮。 酵素通過化工每次複製 (「抄錄」) 基因一基礎然後編譯核糖核酸一條新的補充子線。 RNAP 將持續移動沿脫氧核糖核酸子線,直到整個基因順序被抄錄在編碼核糖核酸上,然後起一塊模板作用對於編譯實際蛋白質。
納米技術
要觀察在活動的 RNAP,塊和他的同事使用在他的斯坦福實驗室」安置的一個定製的 「光學陷井。 此敏感儀器在實時允許研究員通過捕捉脫氧核糖核酸和 RNAP 各自的分子觀察副本在紅外線燈詳細的射線。
「我們的評定是準確的到一毫微米 - 唯一氫原子的寬度的十分之一」,解釋的塊。 「當您學習 RNAP 酵素在該縮放比例時,您發現它沿脫氧核糖核酸有一陣子移動,沒有明顯的原因然後看起來終止。 我們已經推測的有些停留。 確實長部分,發生每 1,000 個基礎或如此和最後 30 分鐘,經常發生,當酵素犯一個錯誤。 然後,它一定支持和更正這個錯誤。 但是為每一個那些,有大致只持續大約 1 秒并且發生每 100 個基礎或的 10 普遍存在的停留,因此 -,并且他們的角色確實是有點奧秘」。
順序受撫養者
要查找這個答復,克里斯季娜 M. 赫伯特,一名研究生在塊的實驗室和細胞的主要作者學習,被創建的實驗脫氧核糖核酸模板使用觸發長的停留 - 「回溯停留」的二種類型之一在 RNAP 的與基因管理規定相關簡要酵素反向的一個特殊 240 基礎對順序; 或者 「簪子停留」,命名了對於有時形成的微小的簪子型結構,當核糖核酸子線束縛對本身。
「克里斯季娜做有連續多次被重複的同一個 240 基礎對順序八次的這些完全地冷靜脫氧核糖核酸模板」,塊說。 當 RNAP 分子附有了模板,他們正常運行如預測,簡要停留回溯和簪子停留站點,但是不實際上回溯或者形成簪子。