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I ricercatori fanno i nuovi avanzamenti nella determinazione della struttura di tutte le sequenze possibili del DNA

I ricercatori di Oregon State University hanno fatto i nuovi avanzamenti significativi nella determinazione della struttura di tutte le sequenze possibili del DNA - una scoperta che in un senso prende da dove Watson ed il torcicollo hanno andato fuori, dopo la descrizione nel 1953 della struttura a doppia elica di questa cianografia biologica per vita.

Uno dei problemi fondamentali in biochimica è di predire la struttura di una molecola dalla sua sequenza - questo si è riferito a come “il sacro Graal„ della chimica delle proteine.

Oggi, gli scienziati di OSU annunciati negli atti dell'Accademia nazionale delle scienze che hanno usato la cristallografia a raggi x per determinare le strutture tridimensionali di quasi tutte le sequenze possibili di una macromolecola e quindi creano una mappa della struttura del DNA.

Mentre il lavoro di questo tipo si espande, dovrebbe essere fondamentalmente importante nella spiegazione della funzione biologica reale dei geni - in particolare, di tali emissioni come “l'espressione genetica,„ la mutazione del DNA e la riparazione e perché alcune strutture del DNA sono a danno ed a mutazione inerentemente inclini. La struttura di comprensione del DNA, gli scienziati dicono appena secondo i bisogni, è come conoscere la sequenza del gene. Il progetto Genoma Umano, con la sua spiegazione dettagliata della sequenza genetica di intero genoma umano, è un lato della moneta. L'altro lato sta capendo come la struttura tridimensionale dei tipi differenti di DNA è definita da quelle sequenze e, infine, come quello definisce la funzione biologica.

“Ci possono essere 400 milione nucleotidi in un cromosoma umano, ma soltanto circa 10 per cento di loro realmente codice per i geni,„ ha detto Pui Shing uff, professore e presidenza del dipartimento di OSU della biochimica e della biofisica. “Gli altri 90 per cento dei nucleotidi possono svolgere i ruoli differenti, quale espressione genica di regolamentazione e fanno spesso quello con le variazioni in struttura del DNA.„

“Ora, per la prima volta, realmente stiamo cominciando vedere che cosa il genoma assomiglia nella realtà tridimensionale, non appena che cosa la sequenza dei geni è,„ Ho abbiamo detto. “il DNA è molto più di appena una serie di lettere, è una struttura reale che dobbiamo esplorare se speriamo mai di capire la funzione biologica. Ciò è un passo avanti significativo, una pietra miliare nella biologia strutturale del DNA.„

Nell'inizio degli anni cinquanta, due ricercatori all'università di Cambridge - James Watson e torcicollo di Francis - fatta aprire la strada alle scoperte proponendo la struttura dell'doppio elica di DNA, con un altro gruppo di ricerca nel tempo circa lo stesso dell'Inghilterra. Più successivamente hanno ricevuto il premio Nobel per questa innovazione, che è stata chiamata il lavoro biologico più importante del secolo passato ed ha rivoluzionato lo studio sulla biochimica. Alcuno dell'altro il lavoro presto e profondo importante in chimica delle proteine è stato fatto da Linus Pauling, un alunno ed egli stesso di OSU il destinatario di due premi Nobel.

Tuttavia, Watson ed il torcicollo realmente hanno identificato soltanto una struttura di DNA, chiamata B-DNA, quando in effetti ci sono molti altre - uno di cui è stato scoperto ed un altro di cui la struttura fosse risolta negli ultimi anni a OSU - quel che tutto hanno effetti differenti sulla funzione genetica.

Oltre alla sequenza genetica che il DNA codifica, la struttura del DNA stessa può avere effetti biologici profondi, scienziati ora capisce. Finora, non c'è stato metodo attendibile per identificare la struttura del DNA dalla sequenza ed impara più circa i sui effetti sulla funzione biologica.

Nei loro studi, gli scienziati di OSU hanno usato l'esame di raggi x di DNA cristallino per ricostruire esattamente che cosa il DNA osserva come il livello atomico. Determinando 63 delle 64 sequenze possibili del DNA, potevano infine determinare la struttura fisica del DNA di fondo per tutti i tipi differenti di sequenze. Un'altra parte importante di questo studio è l'individuazione che il trattamento di cristallizzazione del DNA non distorce la sua struttura.

“Essenzialmente, questo è un proof of concept, una dimostrazione che questo approccio a studiare la struttura del DNA funzionerà e può infine essere usato per contribuire a capire la biologia,„ Ho ha detto.

Per esempio, una delle strutture insolite del DNA ha chiamato una giunzione di festa, di cui la struttura co-è stata risolta a OSU circa cinque anni fa, apparentemente svolge un ruolo chiave nella capacità del DNA di ripararsi - una funzione biologica vitale.

Una comprensione più fondamentale della struttura del DNA e della sua relazione alle sequenze genetiche, i ricercatori dicono, guide ha collocato la fase per gli avanzamenti applicati nella biologia, nella biomedicina, nell'ingegneria genetica, nella nanotecnologia ed in altri campi.

Il lavoro recente è stato supportato dalle concessioni dagli istituti della sanità nazionali e dal National Science Foundation.