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Quatro componentes críticos da máquina da proteína-construção das pilhas não fazem que cientistas tinham supor por muito tempo

Escrevendo na introdução do 28 de maio da Pilha, os pesquisadores de Johns Hopkins relatam que quatro componentes críticos da máquina da proteína-construção das pilhas não fazem que cientistas tinham supor por muito tempo.

A máquina, chamada o ribosome, é uma bola do RNA (o primo do ADN) cercada por proteínas. No centro do RNA, as instruções genéticas são lidas, o bloco de apartamentos direito da proteína é adicionado em um crescimento chain, e em um tempo apropriado a corrente é cortada e liberada.

Mas quando os pesquisadores souberem por muito tempo que o ribosome constrói proteínas, pouco é compreendido sobre exactamente como adiciona às proteínas crescentes e como libera o produto acabado.

Na caça para estes detalhes, os cientistas focalizaram em quatro blocos de apartamentos do RNA, ou em nucleotides, profundos dentro da máquina que são idênticos em cada espécie, das bactérias aos seres humanos. Porque se sentam onde a corrente da proteína é construída realmente, estas nucleotides “universal conservados” no ribosome foram pensadas para ajudar esse processo.

Inesperada, os pesquisadores de Johns Hopkins descobriram que estes quatro nucleotides não são importantes para construir a proteína, mas ajudam-no pelo contrário a liberar o produto acabado. Em experiências do laboratório, os pesquisadores encontraram que os ribosomes com estes pontos chaves mudados poderiam unir proteínas assim como os ribosomes normais, mas deixaram-no para ir muito mais lentamente do produto acabado.

“A Maioria de cientistas disseram que estes quatro nucleotides devem ser críticos para a síntese da proteína crescente devido a seu lugar, e nós esperamos inteiramente que nossos estudos provariam aquele ser verdadeiro,” dizemos o Verde de Rachel, o Ph.D., o professor adjunto da biologia molecular e a genética e um investigador do associado do Howard Hughes Medical Institute. “Nós fomos chocados que parecem jogar muito pouco se todo o papel em proteínas da construção, e pelo contrário apressam normalmente a liberação da proteína na hora certa.

“Nossos relevos encontrando a ideia que se você constrói um sistema bem definido para estudar uma pergunta biológica, você obterá respostas que você não esperou,” adiciona o Verde.

Em vez de validar ideias existentes sobre o papel jogado por estes nucleotides conservados, o trabalho dos pesquisadores sugere um modelo brandnew, diz o Verde. O ribosome tem realmente um outro grupo de nucleotides evolutionarily inalterados, ligeira mais distante de sua do “extremidade negócio.” O Verde e seus colegas acreditam que estes nucleotides são realmente responsáveis para catalisar a construção da proteína, simplesmente correctamente orientando o bloco de apartamentos novo e a corrente, uma ideia que estão testando agora.

Para o estudo actual, o aluno diplomado Elaine Youngman criou primeiramente 12 ribosomes do mutante -- as 12 alternativas única mudadas ao ribosome natural. (Quatro blocos de apartamentos do nucleotide são usados para fazer o RNA. Cada mutante teve um dos quatro nucleotides conservados substituídos com uma de suas três alternativas.)

Então Youngman testou a capacidade de cada um dos ribosomes refinados do mutante para adicionar uma molécula chamada puromycin em uma corrente crescente da proteína. Puromycin olha e actua como um bloco de apartamentos normal da proteína, ou o ácido aminado, apronta-se para a síntese da proteína. Contudo, cada ácido aminado usado normalmente pelo ribosome tem um RNA de identificação “etiqueta,” que o puromycin falta quase inteiramente.

“Nós tínhamos esperado ver realmente um dos mutantes estar para fora como sendo incapaz de fazer esta reacção,” diz o Verde. “Mas pelo contrário, nenhuns dos mutantes poderiam fazê-lo eficientemente, que nos deixou que riscam nossas cabeças.”

Assim os pesquisadores testaram a capacidade dos ribosomes para usar seus materiais começar normais: os ácidos aminados reais anexados a seu RNA correcto etiquetam. Muito à surpresa dos pesquisadores, os ribosomes do mutante executados perfeitamente.

“A diferença chave entre o puromycin e os ácidos aminados reais usados nesta reacção é que o puromycin falta a etiqueta do RNA,” diz o Verde. Os “Pesquisadores usam o puromycin todo o tempo para estudar a função do ribosome, para muitas boas razões. Mas agora nós sabemos que os ribosomes não tratam sempre esta molécula como ácidos aminados reais.”

Em conseqüência, diz, os cientistas devem com cuidado avaliar se o uso do puromycin poderia ter enviesado a interpretação de suas experiências.

As etiquetas do RNA dos Ácidos aminados, chamadas RNA de transferência ou tRNA, ajuda o ribosome identificam o ácido aminado direito para adicionar à proteína, desde que se combina às instruções genéticas (RNA de mensageiro) que o ribosome está lendo. Mas o tRNA igualmente actua como um punho para o ácido aminado pequeno: As partes Específicas do tRNA “estão mantidas” por outros nucleotides evolutionarily inalterados no ribosome enquanto o ácido aminado é adicionado na proteína. O Verde indica que posição bastante provável destes nucleotides o ácido aminado correctamente para catalisar o que é já uma reacção consideravelmente fácil.

Os cientistas foram financiados pelo Instituto Nacional de Ciências Médicas Gerais e do Howard Hughes Medical Institute. Os Autores no papel são aluno diplomado Youngman da Bioquímica e da Biologia Molecular, Verde, técnico de laboratório Julie Brunelle e aluno de licenciatura Anna Kochaniak, todo o Johns Hopkins.

Na Web:
http://www.cell.com

http://www.jhu.edu/