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Estensione non enzimatica della mano di fondo del RNA

L'ipotesi del mondo del RNA specifica che prima dell'evoluzione di sintesi delle proteine, il mondo si è composto di RNA. Sta coltivando la prova per supportare questa ipotesi, ma la domanda rimane; “Come era il RNA capace di essere ripiegato senza enzimi?„. La risposta può essere risposta a dall'estensione non enzimatica della mano di fondo.

RNA polimerasiJuan Gaertner | Shutterstock

Il trattamento comincia con “una mano di fondo„, un breve frammento di RNA (o di DNA) quel corrispondenze un filo di RNA (o DNA). Per fare un nuovo filo dal filo attuale, la mano di fondo deve essere estesa. Per raggiungere questo, le particelle elementari del monomero di RNA, o i ribonucleotidi, devono essere attivati per trasformarsi in in elettrofili. Questi monomeri seguono la base del Watson-Torcicollo che accoppia per formare un nuovo filo del RNA.

Come preparate il RNA senza un enzima?

Nella sintesi enzimatica del RNA, i gruppi del pirofosfato sono rilasciati dai nucleotidi una volta che uniscono la mano di fondo. Per la sintesi chimica, gli imidazoli possono essere usati qui e questo egualmente ha l'atto di attivazione del ribonucleotide.

Tuttavia, è stato difficile da sintetizzare con successo un nuovo filo di RNA in questo modo e può richiedere molto tempo; nel usando il methylimidazole 2, la reazione può richiedere i giorni anche se la concentrazione di monomeri usati è vicino al limite dove comincia a diventare insolubile (cioè molto su). Altri composti che possono essere usati includono i benzotriazolo e il carbodiimide, facendo uso dell'N-alchile-imidazolo come catalizzatore.

Inizialmente, è stato pensato che per estendere una mano di fondo del RNA senza un enzima una reazione di sostituzioneN nucleofila S2 potesse avere luogo; il 3' estremità della mano di fondo è nucleofilo, che “attacca„ il 5' attivato il gruppo del fosforo trovato sul ribonucleotide limitato adiacente alla mano di fondo. Questo ribonucleotide sarebbe complementare al filo del modello, cioè se il filo del modello ha A, quindi il ribonucleotide di U legherebbe, ecc.

La nuova ricerca dal laboratorio di J.W.S ha indicato che c'è probabile essere un composto intermedio in covalenza limitato formato durante questa reazione, consistente di un ponte di imidazolium fra due ribonucleotidi. Questi ribonucleotidi rilegati piombo ad una migliore associazione al RNA del modello, poichè ci ora sono due nucleotidi che devono abbinare al modello. Nondimeno, è poco chiaro se questo approccio del dinucleotide realmente favorisce l'inizio dell'attacco nucleofilo stato necessario per estendere la mano di fondo del RNA.

Può uno studio strutturale facendo uso degli analoghi contribuire a risolvere questo?

Per vedere come un dinucleotide con un ponte di imidazolium potrebbe aiutare l'estensione non enzimatica della mano di fondo del RNA, Zhang et al. ha cristallizzato un filo del RNA con una mano di fondo, con una molecola simile ad un dinucleotide imidazolium-gettato un ponte su: dinucleotide trifosfato-gettato un ponte su della guanosina (GpppG).

Questa struttura ha indicato che GpppG ha formato due pairings bassi del Watson-Torcicollo e che il 3' estremità della mano di fondo era probabile “attaccare„ il 5' estremità del nucleotide adiacente di G. Di conseguenza, questo indica che i dinucleotidi imidazolium-gettati un ponte su reagirebbero allo stesso modo e bene è posizionato per un attaccoN nucleofilo S2.

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Last Updated: Apr 1, 2019

Dr. Maho Yokoyama

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Dr. Maho Yokoyama

Dr. Maho Yokoyama is a researcher and science writer. She was awarded her Ph.D. from the University of Bath, UK, following a thesis in the field of Microbiology, where she applied functional genomics to Staphylococcus aureus . During her doctoral studies, Maho collaborated with other academics on several papers and even published some of her own work in peer-reviewed scientific journals. She also presented her work at academic conferences around the world.

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