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Los Investigadores descubren las reglas que dictan las dimensiones de una variable tridimensionales de las moléculas del ARN

Los investigadores de la Universidad de Michigan han descubierto las reglas que dictan las dimensiones de una variable tridimensionales de las moléculas del ARN, las reglas que se basan no en acciones recíprocas químicas complejas sino simple en geometría.

El trabajo, hecho por personas llevadas por Hashim M. Al-Hashimi, se describe en la aplicación del 8 de enero de 2010 la Ciencia del gorrón.

El “ARN es una molécula muy floja que funciona a menudo atando al algo más y después radicalmente desformando,” dijo el Al-Hashimi, que es el Roberto L. Kuczkowski Profesor de la Química y profesor de la biofísica. Éstos dan forma cambios, a su vez, accionan otros procesos o cascadas de acciones, tales como girar genes específicos con./desc.

Debido a la naturaleza mercurial de la molécula del ARN, “usted no puede definirla realmente como teniendo una única estructura,” Al-Hashimi dijo. “Tiene muchas orientaciones posibles, y diversas orientaciones se estabilizan bajo diversas condiciones, tales como la presencia de moléculas determinadas de la droga.”

Una meta importante en biología y biofísica estructurales es poder predecir no sólo las dimensiones de una variable tridimensionales complejas que el ARN asume (que son dictados por la pedido de sus bloques huecos del ácido nucléico), pero también las diversas tomas del ARN de las dimensiones de una variable conectado después de atar a otras moléculas tales como proteínas y drogas de la pequeño-molécula. Además, los investigadores quisieran poder manipular la actividad tridimensional de la estructura y el resultar del ARN pellizcando las moléculas de la droga con las cuales obra recíprocamente. Pero para hacer eso, necesitan entender las reglas que regulan la anatomía del ARN.

La búsqueda tiene paralelos al estudio de la anatomía humana, Al-Hashimi dijo. “Su cuerpo tiene una dimensión de una variable específica que cambie fiable cuando usted está recorriendo o cuando usted está cogiendo una bola; queremos poder entender estas reglas anatómicas en ARN.”

El ARN de Manipulación es una meta mucho solicitada, dada la explosión reciente en los papeles celulares vitales atribuidos al ARN y el número creciente de las enfermedades que se conectan al funcionamiento incorrecto del ARN. El ARN realiza muchos de sus papeles sirviendo como interruptor que desforme en respuesta a señales celulares, incitando reacciones apropiadas en la reacción. La molécula versátil también es esencial para los retroviruses tales como VIH, que no tienen ninguna DNA y en lugar de otro confían en el ARN al transporte y ejecutan las instrucciones genéticas para todo que el virus necesita invadir y secuestrar su ordenador principal.

En trabajo anterior, las personas del Al-Hashimi's determinaron que bastante que desformando en respuesta a encuentros con las moléculas de la droga, el ARN pasa con un curso fiable de los cambios de la dimensión de una variable en sus los propio. Las moléculas de la Droga “esperan simple” la dimensión de una variable correcta y la asocian al ARN cuando el ARN asume la orientación preferida de la droga determinada, Al Hashimi dijeron.

¿Pero qué mando de las reglas el camino fiable de dimensiones de una variable que la molécula del ARN asume? ¿Y están esas reglas lo mismo para toda clase de moléculas del ARN? En el trabajo actual, las personas del Al-Hashimi's investigaron esas preguntas.

El “ARN es muy similar al cuerpo humano en su construcción, en que ha compuesto de los limbos que se conectan en las juntas,” Al-Hashimi dijo. Los limbos son las estructuras de doble hélice familiares, escalariformes, y las juntas son uniones flexibles. La visión que prevalecía era que las acciones recíprocas entre las estructuras locas en las puntas de los limbos desempeñaron un papel en la definición de la dimensión de una variable tridimensional total de la molécula, mucho como un apretón de manos define la orientación de dos armas, solamente grupo del Al-Hashimi's decidido para observar cosas de una perspectiva distinta.

“Nos preguntábamos si las uniones ellos mismos pudieron proporcionar a la definición,” a Al-Hashimi dijimos. “Si usted observa su arma, usted notará que usted no puede moverla, en relación con su reborde, apenas de ninguna manera; ha lindado a cierto camino debido a la geometría de la junta. Nos preguntábamos si la misma cosa pudo ser verdad del ARN.”

Para investigar esa posibilidad, los investigadores girados a una base de datos de las estructuras del ARN y encontrados que todas las estructuras con dos hélices conectadas por un tipo determinado de unión llamaron un bombeo del trinucleotide se cayeron a lo largo del mismo camino.

Las personas entonces continuaron explorar las estructuras de las moléculas del ARN con otras clases de uniones. Todos fueron lindados a los caminos similares, pero el camino exacto de un ARN dado dependió de características estructurales de su unión. Apenas como características anatómicas de nuestros rebordes, los codos, los caballetes y los codos definen el rango del movimiento de nuestras armas y las patas, la anatomía de las uniones del ARN dictan el movimiento de sus hélices.

Después, el Al-Hashimi y los compañeros de trabajo quisieron entender cómo las moléculas de la droga hacen las moléculas del ARN congelar en posiciones específicas. En trabajo anterior con una molécula del ARN conocida como ALQUITRÁN, que es crítico para la réplica del VIH y así una meta dominante para las drogas anti-VIH, los investigadores habían encontrado que ciertas moléculas de la droga congelaron la molécula del ARN en una posición casi derecha, mientras que otras atraparon la molécula en una conformación doblada y aún otras capturó posiciones entre los dos extremos. Pero porque ese proyecto implicó una amplia variedad de moléculas de la droga, era duro imaginar porqué las ciertas prefirieron ciertas orientaciones.

Para explorar la edición más metódicamente, el grupo del Al-Hashimi's utilizó una serie de aminoglycosides (antibióticos que se saben para apuntar el ARN) que diferido sistemáticamente a partir de otro responsable, de talla y de otras propiedades químicas. La Talla resultó ser el clave: aminoglycosides más grandes congelaron el ARN en más las posiciones dobladas; los más pequeños favorecieron estructuras más derechas del ARN. Observando más de cerca, los investigadores descubrieron que la molécula del aminoglycoside se acurruca entre dos hélices y actúa como la cuña, forzando las hélices aparte. El Examen de otras estructuras del ARN limitadas a las pequeñas moléculas reveló que esta regla no es específica al ALQUITRÁN sino a una característica más general de las ARN-pequeñas acciones recíprocas de la molécula.

“Con estas conclusión, ahora debe ser posible predecir características gruesas de las dimensiones de una variable tridimensionales del ARN basadas solamente en su estructura secundaria, que es lejos más fácil de determinar que la estructura tridimensional,” Al-Hashimi dijo. “Esto permitirá ganar discernimientos en las dimensiones de una variable tridimensionales de las estructuras del ARN que son demasiado grandes o complicadas ser visualizadas por técnicas experimentales tales como cristalografía de la Radiografía y espectroscopia del RMN. Las reglas anatómicas también proporcionan a una heliografía para racional manipular la estructura y así la actividad del ARN, usando las pequeñas moléculas en esfuerzos del diseño de la droga y también para dirigir los sensores del ARN que cambian la estructura de maneras utilizador-prescritas.”

Fuente: Universidad de Michigan