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El Encontrar vuelca ideas desde hace mucho tiempo sobre cómo las células construyen las proteínas

Escribiendo en la aplicación del 28 de mayo la Célula, los investigadores de Johns Hopkins señalan que cuatro componentes críticos de la máquina del proteína-edificio de las células no hacen qué científicos habían asumido de largo.

La máquina, llamada el ribosoma, es una bola del ARN (el primo de la DNA) rodeada por las proteínas. En el centro del ARN, se leen las instrucciones genéticas, el bloque hueco de la proteína derecha se agrega sobre un crecimiento de cadena, y en el momento apropiado el encadenamiento se corta con tijeras y release/versión.

Pero mientras que los investigadores han sabido de largo que el ribosoma construye las proteínas, poco se entiende sobre exactamente cómo agrega a las proteínas crecientes y cómo release/versión el producto final.

En la caza para estos detalles, los científicos se han centrado en cuatro bloques huecos del ARN, o los nucleótidos, profundos dentro de la máquina que son idénticos en cada especie, de bacterias a los seres humanos. Porque se sientan donde el encadenamiento de la proteína se construye real, éstos los nucleótidos “universal conservados” en el ribosoma fueron pensados para ayudar a ese proceso.

Inesperado, los investigadores de Johns Hopkins han descubierto que estos cuatro nucleótidos no son importantes para construir la proteína, sino que por el contrario ayudan a release/versión el producto final. En experimentos del laboratorio, los investigadores encontraron que los ribosomas con estas manchas dominantes cambiadas podrían poner las proteínas juntos así como los ribosomas normales, pero permitieron para ir del producto final mucho más despacio.

“La Mayoría de los científicos han dicho que estos cuatro nucleótidos deben ser críticos para la síntesis de la proteína creciente debido a su ubicación, y contábamos con completo que nuestros estudios demostraran eso ser verdad,” decimos el Verde de Raquel, Ph.D., profesor adjunto de la biología molecular y genética y un investigador del socio del Howard Hughes Medical Institute. “Nos chocaron que aparecen jugar muy poco si cualquier papel en proteínas del edificio, y en lugar de otro apresuran normalmente el desbloquear de la proteína en el momento adecuado.

El “Nuestro encontrar subraya la idea que si usted construye un sistema bien definido para estudiar una pregunta biológica, usted conseguirá respuestas que usted no preveyó,” agrega Verde.

En vez de validar ideas existentes sobre el papel desempeñado por estos nucleótidos conservados, el trabajo de los investigadores sugiere un modelo a estrenar, dice Verde. El ribosoma tiene real otro conjunto de nucleótidos evolutionarily sin cambios, ligeramente más lejos de su “extremo del asunto.” El Verde y sus colegas creen que estos nucleótidos son realmente responsables de catalizar la construcción de la proteína, simple correctamente orientando el nuevo bloque hueco y el encadenamiento, una idea que ahora están probando.

Para el estudio actual, el estudiante de tercer ciclo Elaine Youngman primero creó 12 ribosomas del mutante -- las 12 opciones único cambiadas al ribosoma natural. (Cuatro bloques huecos del nucleótido se utilizan para hacer el ARN. Cada mutante tenía uno de los cuatro nucleótidos conservados reemplazados por una de sus tres opciones.)

Entonces Youngman probó la capacidad de cada uno de los ribosomas purificados del mutante de agregar una molécula llamada puromycin sobre un encadenamiento creciente de la proteína. Puromycin parece y actúa un bloque hueco de la proteína normal, o el aminoácido, alista para la síntesis de la proteína. Sin Embargo, cada aminoácido usado normalmente por el ribosoma tiene un ARN que determina “etiqueta,” que el puromycin falta casi totalmente. 

“Habíamos esperado ver uno de los mutantes realmente destacarse como siendo incapaz de hacer esta reacción,” dice Verde. “Sino Que Por El Contrario, ningunos de los mutantes podrían hacerlo eficientemente, que nos dejó arañazo nuestras cabezas.”

Los investigadores probaron Tan la capacidad de los ribosomas de utilizar sus materias primas normales: los aminoácidos reales asociados a su ARN correcto marcan con etiqueta. Mucho a la sorpresa de los investigadores, los ribosomas del mutante realizados perfectamente.

“La diferencia clave entre el puromycin y los aminoácidos reales usados en esta reacción es que el puromycin falta la etiqueta del ARN,” dice Verde. Los “Investigadores utilizan puromycin todo el tiempo para estudiar la función del ribosoma, por muchas buenas razones. Pero ahora sabemos que los ribosomas no tratan siempre esta molécula como los aminoácidos reales.”

Como consecuencia, ella dice, los científicos deben evaluar cuidadosamente si el uso del puromycin habría podido sesgar la interpretación de sus experimentos.

Las etiquetas del ARN de los Aminoácidos, llamadas ARN o tRNA, ayuda de la transferencia el ribosoma determinan el aminoácido derecho para agregar a la proteína, puesto que se corresponde con a las instrucciones genéticas (ARN de mensajero) que el ribosoma está leyendo. Pero el tRNA también actúa como maneta para el pequeño aminoácido: Las partes Específicas del tRNA “son llevadas a cabo” por otros nucleótidos evolutionarily sin cambios en el ribosoma mientras que el aminoácido se agrega sobre la proteína. El Verde señala que posición muy probable de estos nucleótidos el aminoácido correctamente para catalizar cuál es ya una reacción bastante fácil.

Al Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales y del Howard Hughes Medical Institute financiaron a los científicos. Los Autores en el papel son estudiante de tercer ciclo Youngman de la Bioquímica y de la Biología Molecular, Verde, técnico de laboratorio Julia Brunelle y estudiante universitario Ana Kochaniak, todo el Johns Hopkins.

http://www.hopkinsmedicine.org