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L'Individuazione capovolge le idee di lunga data circa come le celle costruiscono le proteine

Scrivendo nell'emissione del 28 maggio della Cella, i ricercatori di Johns Hopkins riferiscono che quattro componenti critiche del commputer proteina costruzione delle cellule non fanno che scienziati lungamente avevano presupposto.

Il commputer, chiamato il ribosoma, è una palla di RNA (il cugino del DNA) circondata dalle proteine. Nel centro del RNA, le istruzioni genetiche sono lette, la giusta particella elementare della proteina si aggiunge su una crescita a catena e al momento opportuno la catena è tagliata e rilasciata.

Ma mentre i ricercatori lungamente hanno saputo che il ribosoma costruisce le proteine, piccolo è capito circa esattamente come aggiunge alle proteine crescenti e come rilascia il prodotto finito.

Nella caccia per questi dettagli, gli scienziati hanno messo a fuoco su quattro particelle elementari del RNA, o su nucleotidi, profondi all'interno del commputer che sono identici in ogni specie, dai batteri agli esseri umani. Poiché si siedono dove la catena della proteina realmente è costruita, queste nucleotidi “universalmente conservati„ nel ribosoma sono state pensate per aiutare quel trattamento.

Inatteso, i ricercatori di Johns Hopkins hanno scoperto che questi quattro nucleotidi non sono importanti per la costruzione della proteina, ma invece contribuiscono a rilasciare il prodotto finito. Negli esperimenti del laboratorio, i ricercatori hanno trovato che i ribosomi con questi punti chiave variabili potrebbero un le proteine come pure i ribosomi normali, ma hanno lasciato andare del prodotto finito molto più lentamente.

“La Maggior Parte dei scienziati hanno detto che questi quattro nucleotidi devono essere critici per la sintesi della proteina crescente a causa della loro posizione e completamente abbiamo preveduto che i nostri studi si rivelassero quello essere vero,„ diciamo Rachel Green, Ph.D., professore associato di biologia molecolare e la genetica e un ricercatore del socio di Howard Hughes Medical Institute. “Siamo stati colpiti che sembrano giocare pochissimo se tutte le proteine in costruzione di ruolo ed invece normalmente accelerano la versione della proteina al momento giusto.

“La Nostra individuazione sottolinea l'idea che se sviluppate un sistema ben definito per esaminare una domanda biologica, otterrete le risposte che non avete preveduto,„ aggiunge il Verde.

Invece di convalida delle idee attuali circa il ruolo svolto da questi nucleotidi conservati, il lavoro dei ricercatori suggerisce un modello nuovissimo, dice il Verde. Il ribosoma realmente ha altro insieme dei nucleotidi evolutionarily immutati, leggermente più lontano dalla sua “estremità di affari.„ Il Verde ed i suoi colleghi credono che questi nucleotidi siano realmente responsabili della catalisi della costruzione della proteina, semplicemente correttamente orientando la nuova particella elementare e la catena, un'idea ora stanno provando.

Per lo studio corrente, il dottorando Elaine Youngman in primo luogo ha creato 12 ribosomi mutanti -- le 12 alternative separatamente variabili al ribosoma naturale. (Quattro particelle elementari del nucleotide sono utilizzate per preparare il RNA. Ogni mutante ha avuto uno dei quattro nucleotidi conservati sostituiti con una delle sue tre alternative.)

Poi Youngman ha verificato la capacità di ciascuno dei ribosomi mutanti depurativi di aggiungere una molecola chiamata puromycin su una catena crescente della proteina. Puromycin assomiglia ed agisce ad una particella elementare normale della proteina, o l'amminoacido, ready per sintesi delle proteine. Tuttavia, ogni amminoacido usato normalmente dal ribosoma ha un RNA d'identificazione “tag,„ di che il puromycin quasi interamente manca. 

“Avevamo sperato di vedere uno dei mutanti realmente stare fuori come essendo incapace di fare questa reazione,„ dice il Verde. “Ma invece, nessuno dei mutanti potrebbero farlo efficientemente, che ci ha lasciati che graffiamo le nostre teste.„

Così i ricercatori hanno verificato la capacità dei ribosomi di usare i loro prodotti base normali: gli amminoacidi reali fissati al loro RNA corretto etichettano. Molto con sorpresa dei ricercatori, i ribosomi mutanti eseguiti perfettamente.

“La differenza chiave fra il puromycin e gli amminoacidi reali utilizzati in questa reazione è che il puromycin manca del tag del RNA,„ dice il Verde. “I Ricercatori usano il puromycin continuamente per studiare la funzione del ribosoma, per molti buoni motivi. Ma ora sappiamo che i ribosomi non trattano sempre questa molecola come amminoacidi reali.„

Di conseguenza, dice, gli scienziati dovrebbero valutare con attenzione se l'uso del puromycin potrebbe distorcere l'interpretazione dei loro esperimenti.

I tag del RNA degli Amminoacidi, chiamati RNA di trasferimento o tRNA, guida il ribosoma identificano l'amminoacido giusto per aggiungere alla proteina, poiché si abbina alle istruzioni genetiche (RNA messaggero) che il ribosoma sta indicando. Ma il tRNA egualmente funge da manopola per il piccolo amminoacido: Le parti Specifiche del tRNA “sono tenute„ da altri nucleotidi evolutionarily immutati nel ribosoma mentre l'amminoacido si aggiunge sulla proteina. Il Verde precisa che posizione abbastanza probabile di questi nucleotidi l'amminoacido correttamente per catalizzare che cosa è già una reazione abbastanza facile.

Gli scienziati sono stati costituiti un fondo per dall'Istituto Nazionale delle Scienze Mediche Generali e del Howard Hughes Medical Institute. Gli Autori sul documento sono dottorando Youngman di Biologia Molecolare e della Biochimica, Verde, tecnico di laboratorio Julie Brunelle e lo studente universitario Anna Kochaniak, tutto il Johns Hopkins.

http://www.hopkinsmedicine.org