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Los Científicos desenredan el primer paso de progresión en traducir la información genética para construir una proteína

La Sincronización es todo, él parece, incluso en ciencia. Las personas llevadas por los científicos de Johns Hopkins han desenredado el primer paso de progresión en traducir la información genética para construir una proteína, sólo para encontrar que es no un paso de progresión sino dos.

En una serie de experimentos, los científicos encontraron que cuando la maquinaria del proteína-edificio de la levadura reconoce la línea de salida para las instrucciones de un gen, primero altera su estructura y en seguida release/versión un factor conocido como eIF1, un paso de progresión necesario permitirlo continuar el leer de las instrucciones de ensamblaje. Aunque la levadura es los parientes más primitivos de seres humanos, de la maquinaria del proteína-edificio, o de los ribosomas, de cada uno sea muy similar.

“La idea es saber realmente en el nivel molecular la vida se pone junta,” dice a Jon Lorsch, Ph.D., profesor de la biofísica y de la química biofísica, uno de los departamentos en el Instituto de Johns Hopkins para las Ciencias Biomédicas Básicas. “Vemos enfermedad en gran parte como acción incorrecta de la sincronización -- la cosa incorrecta suceso en el momento equivocado, o la falta de la cosa correcta.”

Como consecuencia, Lorsch estudia la sincronización de cómo el complejo sí mismo del ribosoma ensambla y de cómo otros factores vienen y van mientras que traduce la información genética para construir las proteínas, los caballos de labranza de células. Si el ribosoma no comienza en el lugar correcto a lo largo de las instrucciones de un gen, hará la proteína incorrecta, que puede matar a la célula o llevar a la enfermedad.

“El ribosoma es el escenario del extremo de la expresión génica, y la expresión génica nos mantiene activos y causa enfermedad,” dice Lorsch. “Si podemos entender mejor cómo el ribosoma funciona, quizás podemos aprovecharlo para ayudarnos a reparar enfermedad.”

Ya, los científicos sabían que sin eIF1, el ribosoma puede comenzar a leer las instrucciones del ARN del gen en los lugares con excepción de un pedazo determinado del tres-bloque de ARN conocido como el “codón de comienzo.” Y las cantidades excesivas de eIF1 se asocian a la hipertrofia cardiaca, o a un corazón aumentado.

Mientras Que el papel de eIF1 en hipertrofia cardiaca sigue siendo un misterio, el nuevo descubrimiento revela exactamente cómo eIF1 regula la actividad del ribosoma. El equipo de investigación ha demostrado que la simple presencia de eIF1 en el ribosoma de la levadura evita que la maquinaria consiga comenzada. Sólo después de su desbloquear del complejo puede el comienzo del ribosoma que hace las proteínas.

“Nadie tenía cualquier idea cuando eIF1 release/versión del ribosoma, o ése su desbloquear pudo responder a un propósito importante, así que esto era un resultado totalmente inesperado,” dice al estudiante de tercer ciclo David Maag, primer autor del papel.

“Es imposible saber con seguridad si eIF1 release/versión totalmente en criaturas vivas, pero en nuestros experimentos del laboratorio que es sin obstrucción el caso,” agrega Lorsch. “Incluso si no release/versión totalmente en células intactas, nuestros resultados indicarían que debe ser asociado muy suelto para la traslación [edificio de la proteína] para comenzar.”

Para vigilar qué suceso a eIF1, los investigadores marcaron lo y una pieza con etiqueta relacionada del ribosoma con diversas substancias químicas fluorescentes. Cuando dos moléculas fluorescente etiqueta están cerca de otra, las substancias químicas fluorescentes obran recíprocamente sutil, que cambia el color o la longitud de onda de la luz se emite que. Si la distancia entre las moléculas fluorescentes cambia, el color de la luz emitida cambia también.

Los investigadores utilizaron con éxito este fenómeno, conocido como transferencia o TRASTE de energía de resonancia de la fluorescencia, para vigilar el lazo entre eIF1 y su pariente mientras que el complejo del ribosoma ensambló y después de que el ARN fue agregado a la mezcla.

“Estábamos ni siquiera seguros las dos moléculas fluorescentes seríamos bastante cercanos juntos crear una señal del TRASTE en absoluto,” dice Maag. “Muy acabamos de estar satisfechos poder vigilarlo, y después nos sorprendieron y fueron satisfechos por lo que vimos después.”

Habían preveído -- o por lo menos esperado -- para ver una rotación en el color de la luz una vez que el ARN fue mezclado hacia adentro. En Lugar, vieron dos rotaciones en el color emitido. Primero, había una rotación ligera, indicando un pequeño cambio en la distancia entre eIF1 y su pariente, y entonces una rotación mucho más grande, indicando una separación mucho más grande.

Para probar eIF1 release/versión del complejo del ribosoma, los investigadores examinados cómo rápidamente los pedazos del ribosoma vienen juntos, y cuánto tiempo lo toma para deshacerse bajo diversas condiciones económicas. Sus resultados utilizan la idea que ocurren dos pasos de progresión separados el punto de partida de la instrucción están encontrados una vez: primero un cambio estructural en el complejo del ribosoma, y entonces desbloquear de eIF1.

La meta de Lorsch es conoce los cinco “WS” y un “H” esa sincronización de la influencia de los pedazos y de las actividades de todo el ribosoma. Pero el desenredar cada qué, cuando, donde, porqué, que y cómo no hay pequeña tarea -- áspero 27 dígitos binarios tienen gusto del juego eIF1 un papel en una punta u otra. Para abordar el problema, Lorsch y sus colegas se mueven entre los estudios de la “sincronización” de los comings moleculares y de los goings del ribosoma, y los estudios genéticos que crean las piezas del ribosoma del mutante, que función probable del ribosoma de la influencia -- y cambie su sincronización.

Los autores en el estudio son Maag y Lorsch de Johns Hopkins; Christie Fekete del Instituto Nacional de Saludes Infantiles y del Revelado Humano; y Zygmunt Gryczynski de la Facultad de Medicina de la Universidad de Maryland.

Al Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales y de la Asociación Americana del Corazón financiaron a los investigadores de Johns Hopkins.

http://www.molecule.org y http://www.jhu.edu/