Visão do raio X do uso dos cientistas para sondar fases iniciais de ADN “que fotocopia”

Os cientistas em Johns Hopkins criaram um modelo 3-D de uma máquina complexa da proteína, a ORCA, que as ajudas preparam o ADN para ser duplicadas. Como uma imagem de um suspeito criminoso, o modelo intrincado da ORCA ajudou a construção um “perfil” das actividades desta “proteína crucial do interesse.” Mas a informação nova descobriu um outro mistério: A estrutura da orca revela que não é sempre "ON" como foi pensado previamente, e ninguém sabe desliga sobre e.

Um sumário do estudo foi publicado na natureza do jornal o 11 de março.

“Mesmo que a maquinaria da proteína da ORCA é crucial à vida, nós não conhecemos muito sobre como trabalha,” dizemos James Berger, Ph.D., professor da biofísica e da química biofísica. “Aprendendo o que olha como, para baixo ao regime de cada átomo, pelos nós podemos obter um sentido de onde interaja com o ADN e de como faz seu trabalho.”

Os organismos de Multicelled crescem quando suas pilhas se dividem em dois. Contudo, antes que uma pilha possa se dividir, tem que fazer cópias de suas peças para a pilha nova. Desde que a informação do ADN é selada dentro de suas costas dobro, uma máquina especializada, chamou o replisome, deve unseal as costas antes da informação pode ser alcançada e copiado.

Uma parte chave do replisome é um motor, denominado o MCM, que desenrola costas emparelhadas do ADN. O MCM é um anel fechado da proteína que deva ser aberto antes que possa cercar as costas longas do ADN. A ORCA, o complexo do reconhecimento da origem, resolve esse problema. Racha aberto o círculo do MCM de modo que possa caber em torno do ADN e o desenrolar.

Soube-se previamente que a ORCA é um complexo da proteína da seis-parte, com as cinco das partes que formam um anel ligeira aberto e o sixth, Orc6, formando uma cauda. Erros nos problemas do conjunto da causa Orc6, que afectam a função da máquina inteira e contribuem ao nanismo uma desordem chamada síndrome de Meier-Gorlin. Para aprender mais sobre como o complexo trabalha, Franziska Bleichert, Ph.D., um companheiro pos-doctoral no laboratório de Berger, extraiu a proteína das pilhas da mosca de fruto e imobilizou-a persuadindo a em cristais minúsculos. Analisou então sua estrutura brilhando raios X alta-tensão nos cristais em feixes muito focalizados. Os dados resultantes permitiram que reconstruísse a forma precisa das proteínas, átomo pelo átomo, na escala dos billionths de uma polegada.

Seu modelo revela exactamente onde Orc6 conecta ao anel da ORCA e explica como os erros nessa proteína wreak dano, embora porque a ORCA disfuncional deve causar o nanismo é ainda um mistério.

O modelo 3-D igualmente mostrou a existência de um mecanismo regulador inesperado. Estava previamente que a ORCA era sempre “sobre,” apenas não sempre presente pensado no núcleo onde faz seu trabalho. O modelo mostra que pode existir em um estado inactivo, levantando a pergunta: Como desliga sobre e?

“Na retrospectiva, não é surpreendente que há um outro nível de regulamento para a ORCA,” explica Berger. Por exemplo, diz, “assim que uma pilha de ovo for fertilizada, ele tem que saltar na acção para criar o embrião através dos círculos múltiplos da divisão de pilha, que exige primeiramente a réplica do ADN. Este estado inactivo pôde permitir pilhas de ovo à ORCA da armazenagem dentro do núcleo assim que está disponível quando necessário.” Sua equipe planeia testar logo esta ideia.

Michael Botchan do University of California, Berkeley, igualmente contribuído à pesquisa.

Este trabalho foi apoiado por concessões do instituto nacional das ciências médicas gerais (GM071747), do instituto nacional para o cancro (CA R37-30490) e do University of California, Berkeley, instituto de Miller para a investigação básica na ciência.

Source:

John Hopkins Medicine