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Extensão Não-Enzimático da primeira demão do RNA

A hipótese do mundo do RNA indica que antes da evolução da síntese da proteína, o mundo estêve compo do RNA. Está a evidência para apoiado esta hipótese, mas a pergunta permanece; “Como era o RNA capaz de ser replicated sem enzimas?”. A resposta pode ser respondida pela extensão não-enzimático da primeira demão.

Polimerase de RNAJuan Gaertner | Shutterstock

O processo começa com uma “primeira demão”, um fragmento curto do RNA (ou do ADN) esse fósforos uma costa do RNA (ou ADN). A fim fazer uma costa nova da costa existente, a primeira demão precisa de ser estendida. Para conseguir isto, os blocos de apartamentos do monómero de RNA, ou os ribonucleotides, precisam de ser activados para transformar-se electrophiles. Estes monómeros seguem a base do Watson-Crick que emparelha-se para formar uma costa nova do RNA.

Como você faz o RNA sem uma enzima?

Na síntese enzimático do RNA, os grupos do pirofosfato estão liberados dos nucleotides uma vez que se juntam à primeira demão. Para a síntese química, os imidazoles podem ser usados aqui, e este igualmente tem a acção de ativar o ribonucleotide.

Contudo, foi difícil sintetizar com sucesso desta maneira uma costa nova do RNA, e pode tomar uns muitos tempos; ao usar o methylimidazole 2, a reacção pode tomar dias mesmo se a concentração de monómeros usados é perto do limite onde começa a se tornar insolúvel (isto é muito altamente). Outros compostos que podem ser usados incluem benzotriazoles e carbodiimide, usando o N-alkyl-imidazole como um catalizador.

Inicialmente, pensou-se que a fim estender uma primeira demão do RNA sem uma enzima uma reacçãoN nucleophilic da substituição S2 pode ocorrer; o 3' extremidade da primeira demão são nucleophilic, que “ataca” o 5' ativado o grupo do fósforo encontrado no ribonucleotide limitado junto à primeira demão. Este ribonucleotide seria complementar à costa do molde, isto é se a costa do molde tem um A, a seguir o ribonucleotide de U ligaria, e assim por diante.

A pesquisa nova pelo laboratório de J.W.S mostrou que há provável estar um intermediário covalently limitado formado durante esta reacção, consistindo em uma ponte do imidazolium entre dois ribonucleotides. Estes ribonucleotides encadernados conduziriam a um emperramento melhor ao RNA do molde, porque há agora dois nucleotides que precisam de combinar ao molde. Contudo, é obscuro se esta aproximação do dinucleotide favorece realmente a iniciação do ataque nucleophilic necessário para estender a primeira demão do RNA.

Pode um estudo estrutural usando analogues ajudar a resolver este?

Para ver como um dinucleotide com uma ponte do imidazolium pôde ajudar à extensão não-enzimático da primeira demão do RNA, Zhang cristalizou e outros uma costa do RNA com uma primeira demão, junto com uma molécula similar a um dinucleotide imidazolium-construído uma ponte sobre: dinucleotide triphosphate-construído uma ponte sobre do guanosine (GpppG).

Esta estrutura mostrou que GpppG formou dois pairings baixos do Watson-Crick, e que o 3' extremidade da primeira demão eram provável “atacar” o 5' extremidade do nucleotide adjacente de G. Conseqüentemente, isto mostra que os dinucleotides imidazolium-construídos uma ponte sobre reagiriam da mesma forma, e seja posicionado bem para um ataqueN S2 nucleophilic.

Fontes

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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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