CERCHIO: Applicazioni nella biologia

Il trasferimento di energia di risonanza della fluorescenza (FRET) è un meccanismo del trasferimento di energia che ampiamente è utilizzato negli esperimenti biologici quale l'esame della struttura molecolare. Si riferisce a spesso come “rigatrice spettroscopica,„ dovuto la sua natura in cui la distanza fra due fluorophores è determinata come il rapporto delle intensità della fluorescenza.

Credito: Micha Weber/Shutterstock.com

L'applicazione delle molecole biologiche del CERCHIO è considerata come inevitabile, poichè le sue misure sono altamente sensibili alle distanze che sono al disgaggio di nanometro. La misura del CERCHIO può essere realizzata con la singola sensibilità della molecola da solo, poichè è basata sulla tecnica di misura fluorescente.

Applicazioni del CERCHIO nella rilevazione di ibridazione del DNA

L'applicazione del CERCHIO nell'ibridazione delle sonde del DNA migliora l'ibridazione in due aspetti.

  1. Segnali dalle sonde che sono unreacted sono estinte quando l'ibridazione è realizzata ha basato sul CERCHIO. Ciò evita l'esigenza delle procedure di lavaggio e del supporto solido quando la reazione di ibridazione è osservata in tempo reale come analisi omogenea. Il vantaggio di questo tipo omogeneo di analisi è la sue meno complessità e velocità, di modo che può adattarsi facilmente per la prestazione automatizzata.
  2. In vivo le ibridazioni possono direttamente essere realizzate in celle in tensione individuando soltanto i segnali della sonda che sono ibridati e dovuto la velocità aumentata dell'ibridazione in soluzione. Le sonde di ibridazione del CERCHIO dei formati differenti sono state sviluppate.

Applicazioni del CERCHIO nella rilevazione della mutazione del DNA

I sistemi di trasferimento di energia possono essere creati (analisi di TDI) o essere interrotti (analisi dell'invasore) dalle sonde del CERCHIO dell'oligonucleotide che specificamente sono state sviluppate per rilevazione della mutazione del DNA. Le analisi dell'invasore usano le sonde degradabili come 5' analisi della nucleasi; inoltre, impiegano due sonde degradabili piuttosto che una ed una sonda non degradabile che lavora di concerto.

Sia gli oligonucleotidi lineari che a forma di forcella sono impiegati nello sviluppare le strutture ramificate del DNA e poi conseguentemente si distruggono durante la reazione. L'altro vantaggio di questo approccio è che provoca l'efficace amplificazione del segnale e non richiede la PCR per la rilevazione molto delle poche sequenze dell'obiettivo. Il vantaggio distinto delle analisi di TDI è che le sonde del CERCHIO sono prodotte nel trattamento di rilevazione ma richiede l'amplificazione di PCR.

Applicazione del CERCHIO negli studi della proteina

L'interazione di superficie della proteina delle cellule svolge un ruolo vitale nel trattamento di segnalazione del transmembrane. I risultati definitivi significativi delle interazioni del ricevitore del legante sono raggruppamento dei ricevitori e cambiano nella loro conformazione.  Il CERCHIO è usato come strumento per l'identificazione la relazione di distanza e dell'organizzazione sovramolecolare delle molecole della superficie delle cellule. Nella dinamica della proteina, la folding proteico è il trattamento più significativo che ampiamente è studiato. lo smFRET è stato utilizzato per imparare più circa l'profilatura e dinamica di transizione spiegare dello due-stato e di più grandi molecole del multi-dominio.

Applicazione del CERCHIO nella mappatura biologica della membrana

L'interazione delle proteine che è presente nella superficie della cella è essenzialmente importante per il trattamento di segnalazione del transmembrane. Il raggruppamento dei ricevitori e le variazioni nelle loro conformazioni sono i fattori chiave che pregiudicano il risultato finale dell'interazione dei ricevitori del legante. L'organizzazione delle cellule e la determinazione sovramolecolari di superficie delle relazioni di distanza possono essere realizzate efficientemente dal CERCHIO.

L'applicazione del CERCHIO nella mappatura biologica della membrana aveva provocato i ricevitori del lectin che ragruppano, la distribuzione di superficie delle cellule dei recettori tirosina chinasi ed i cluster ematopoietici delle molecole di differenziazione e le variazioni conformazionali delle molecole importanti del complesso I di istocompatibilità sull'associazione e sul potenziale di membrana del legante cambiano.

Applicazioni in biologia cellulare

CORRODA la rappresentazione che usa il mutante spettrale di GFP aggiunge la capacità per riflettere ed individuare le interazioni dell'associazione e della proteina-proteina dello ione in celle viventi. Le proteine di ricevitore significative del transmembrane che sono comprese nella segnalazione delle cellule e di aderenza sono conosciute spesso come integrin.

Per esempio, le interazioni esplicite in vivo del integrin intermolecolare sono individuate, che è permesso a da microscopia del CERCHIO che è compresa un paio dei cerchi di CFP/YFP. L'accoppiamento locale dell'Rac-effettore è indotto da Rac guidante alle membrane ed a staccarlo dal Rho-GDI.

Ancora, dovuto la sua dispersione omogenea nella cella, Rac è essenzialmente attivo; interagisce selettivamente con gli effettori alle aree particolari della barriera delle cellule. Le origini e la chiusura della segnalazione di Ca2+ nelle sezioni cellulari specifiche quali il reticolo endoplasmatico, il nucleo, o il citoplasma possono essere notate calcolando il cambiamento di rapporto nell'intensità delle molecole erogarici del ricettore e della fluorescenza presenti nelle celle in tensione.

Applicazioni del CERCHIO in altre biomolecole

È stato pensato che le reazioni enzimatiche che sono determinate dalla dinamica fossero conformazionali. Un enzima in una struttura aperta è supposto per aspettare un substrato e per catalizzarlo in una struttura chiusa. Poi la reazione ulteriore progredisce fra le molecole in un modo asincrono.

Ciò implica che la chinasi dell'adenilato (AK) sia stata nell'equilibrio fra la struttura chiusa ed aperta malgrado la natura dell'associazione del substrato, che altera soltanto le tariffe della transizione. Contrariamente a RMN o a cristallografia a raggi x, gli approcci standard per la determinazione della struttura biomolecolare, misura dello smFRET non ha bisogno della molecola di raggiungere una struttura di ordine superiore.

Sorgenti:

  1. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2173363/
  2. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11999693
  3. https://pdfs.semanticscholar.org/f1d4/b8bbcb0a98ed4126ed8122622752e556d6a7.pdf
  4. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4215735/
  5. https://www.thermofisher.com/in/en/home/references/molecular-probes-the-handbook/technical-notes-and-product-highlights/fluorescence-resonance-energy-transfer-fret.html
  6. https://academic.oup.com/jmicro/article-abstract/62/4/419/1989165/Extensive-use-of-FRET-in-biological-imaging

Further Reading

Last Updated: May 24, 2019

Comments

The opinions expressed here are the views of the writer and do not necessarily reflect the views and opinions of News-Medical.Net.