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UIC, investigadores de la Universidad Northwestern crean el primer ribosoma artificial

Los investigadores en la Universidad de Illinois en Chicago y la Universidad Northwestern han dirigido un ribosoma atado que funciona casi así como el componente celular auténtico, o el organelo, que produce todas las proteínas y enzimas dentro de la célula. El ribosoma dirigido puede habilitar la producción de nuevos drogas y biomateriales de la siguiente-generación y llevar a una mejor comprensión de cómo funcionan los ribosomas.

El ribosoma artificial, llamado Ribo-T, fue creado en los laboratorios de Alexander Mankin, director de la universidad de UIC del centro de la farmacia para las ciencias biomoleculares, y Michael del noroeste Jewett, profesor adjunto de la ingeniería química y biológica. El ribosoma humano-hecho puede poder ser manipulado en el laboratorio para hacer cosas que los ribosomas naturales no pueden hacer.

Cuando la célula hace una proteína, el mRNA (ARN de mensajero) se copia de la DNA. Las dos subunidades, la una grande y la una de los ribosomas pequeña, unen en el mRNA para formar la unidad funcional que monta la proteína en un proceso llamado traslación. Una vez que la molécula de proteína es completa, las subunidades del ribosoma -- que es ellos mismos compusieron del ARN y de la proteína -- a parte de uno a.

En un nuevo estudio en la naturaleza del gorrón, los investigadores describen el diseño y las propiedades de Ribo-T, un ribosoma con las subunidades que no se separarán. Ribo-T puede poder ser sintonizado para producir los polímeros únicos y funcionales para las funciones de exploración o producir del ribosoma la terapéutica del proyectista -- y polímeros no biológicos de quizás un día incluso.

Nadie ha desarrollado nunca algo de esta naturaleza.

“Aserrados al hilo como allí éramos pequeños -- muy pequeño -- la ocasión Ribo-T podría trabajar, pero no sabíamos realmente,” Mankin dijo.

Mankin, Jewett y a sus colegas frustraron en sus investigaciones las subunidades de los ribosomas que se deshacían y que venían juntos en cada ciclo de la síntesis de la proteína. ¿Se podían las subunidades conectar permanente juntas? Los investigadores idearon un ribosoma nuevo con las subunidades atadas - Ribo-T del proyectista.

“Cuál podíamos final hacer era mostrar eso creando un ribosoma dirigido donde el ARN ribosomal se comparte entre las dos subunidades y es conectado por estas pequeñas correas, podríamos crear real un sistema doble de la traslación,” Jewett dijo.

“Era asombrosamente que podría nuestro ARN quimérico híbrido montaje de apoyo de un ribosoma funcional en la célula. Era también asombrosamente que este ribosoma atado podría soportar incremento en ausencia del salvaje-tipo ribosomas,” él dijo.

Ribo-T trabajó incluso mejor que Mankin y Jewett creyeron que podría. No sólo Ribo-T hizo las proteínas en un tubo de ensayo, él podía hacer suficiente proteína en las células bacterianas que faltaron los ribosomas naturales para mantener las bacterias activas.

Jewett y Mankin fueron sorprendidos por esto. Los científicos habían creído previamente que la capacidad de las dos subunidades ribosomal de separarse fue requerida para la síntesis de la proteína.

“Esta suposición era obviamente incorrecta,” Jewett dijo.

“Nuestros nuevos asimientos de proteína-fabricación del fábrica prometen desplegar la clave genética en un único y manera transformativa, ofreciendo las oportunidades emocionantes para la biología sintetizada y la ingeniería biomolecular,” Jewett dijo.

“Esto es una herramienta emocionante para explorar funciones ribosomal experimentando con la mayoría de las partes críticas de la máquina de la síntesis de la proteína, que eran previamente “intocable, “” Mankin agregó.

Source:

University of Illinois at Chicago