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Les sous-unités alternatives produisent de différents sous-types fonctionnels de polymérases ARN

Les seules structures d'enzymes offrent les analyses en lesquelles les gènes obtiennent transformés en circuit, hors de

Les biologistes d'université d'Indiana ont constaté que les types spécifiques d'enzymes de polymérase ARN, les machines moléculaires qui convertissent l'ADN en ARN, peuvent différer dans le fonctionnement basé sur la variation des pièces -- dans ce cas sous-unités de protéine -- utilisé pour assembler ces machines.

Les découvertes neuves sur la synthèse et le fonctionnement de différentes polymérases ARN (Pols), y compris deux polymérases ARN qui auteur important Craig Pikaard découvert au-dessus il y a d'une décennie -- les enzymes Pol IV et Pol de centrale-détail V -- indiquez que la composition de sous-unité des polymérases joue un rôle en sélectant comment quelques gènes sont amortis alors que d'autres ne sont pas.

Tous les eucaryotes -- un groupe qui inclut des plantes, des animaux, des champignons et tous autres organismes avec des noyaux -- contenez les Pols de durée-essentiel I, II et III qui chacun sont établis de différentes combinaisons de 12 à 17 sous-unités de protéine, avec chacune des trois enzymes affectées des tâches spécifiques et seules dans la cellule. En 1999 tout en analysant le génome neuf ordonnancé de la thaliana d'Arabidopsis, un membre de la famille de moutarde considérait un organisme modèle pour l'expérimentation dans la biologie de centrale, Pikaard a recensé Pol IV et Pol V.

Le travail de Pikaard a depuis prouvé qu'alors que Pol IV et Pol des enzymes de V ne sont pas essentiels à la durée et sont réellement les formes spécialisées de Pol II (la polymérase ARN responsable de produire de RNAs qui codent des protéines), ils jouent des rôles majeurs dans la méthylation ARN-dirigée d'ADN, un procédé ce amortit les éléments génétiques mobiles connus sous le nom de rétrotransposons qui peuvent entraîner la panne si laissé écarter.

« En fait, la plupart des 12 sous-unités de protéine actuelles dans les Pols II, IV et V sont codées par les mêmes gènes, » Pikaard a dit. « Intéressant, parmi ces sous-unités courantes sont les formes alternatives de la neuvième sous-unité, et les deux formes de la neuvième sous-unité (9a et 9b) sont extrêmement assimilées, différant dans seulement 8 de leurs 114 acides aminés. »

Ce niveau élevé de similitude a proposé que les protéines 9a et 9b pourraient être redondants, mais la recherche neuve du laboratoire de Pikaard a trouvé ceci pour être seulement partiellement vraie.

« Quand vous enlevez les deux protéines, les centrales meurent comme embryons ; mais s'ils manquent juste d'un des protéines, ils le survivent toujours, qui est preuve que les deux formes alternatives de la protéine sont redondantes pour la survie, » ont dit. « Mais en dépit de ceci, des centrales qui manquent 9a ou 9b ont différentes caractéristiques matérielles, telles que la forme de lame, proposant que Pol II établi utilisant 9a ne fonctionne pas exact les mêmes que Pol II assemblé utilisant 9b. »

Une autre fonctionnalité unique trouvée entre les deux sous-unités de protéine concerne la fonctionnalité de Pol V et sa capacité conduire la méthylation ARN-dirigée d'ADN : La polymérase de Pol V établie utilisant 9b facilite la méthylation, alors que le 9a-built Pol V ne fait pas.

« C'est la première preuve prouvant que différents sous-types fonctionnels de polymérases ARN nucléaires sont produits utilisant les sous-unités alternatives, et il y a des sous-unités multiples pour lesquelles plus d'une variante est produite, » Pikaard a dit. « Les résultats prouvent également pour la première fois que la neuvième sous-unité a un rôle dans la méthylation ARN-dirigée d'ADN. »

Avec la preuve neuve de l'autre recherche que la méthylation ARN-dirigée et le transposon d'ADN amortissant également a lieu dans la lignée de sperme-formation de cellules dans les mammifères, et pas simplement aux centrales, transcription de Pol II est impliqué dans la méthylation dans des les deux végétaux et animaux.

La « altération dans la méthylation d'ADN et l'amortissement de gène est impliquée dans des affections génétiques multiples et les maladies, y compris le cancer, » Pikaard a dit. « Nos études d'ARN Pol IV et Pol V peuvent nous indiquer des choses importantes au sujet de leur cousin, Pol II, qui peut ne pas être possible pour savoir autrement, y compris comment la synthèse d'ARN peut aider à spécifier des sites de méthylation d'ADN. »