La technique Cryo-FIN DE SUPPORT permet à des chercheurs de concevoir le grand PICS de transcription à la définition proche-atomique

Une vue moléculaire sans précédent des événements précoces critiques dans l'expression du gène, un essentiel de processus pendant toute la durée de vie, a été fournie par des chercheurs à l'Université De L'Etat De la Géorgie, à l'Université de Californie chez Berkeley et à l'Université Northwestern.

la microscopie de Cryo-Électron (cryo-FIN DE SUPPORT), une technique qui étudie des échantillons aux températures cryogéniques, combinées avec la modélisation numérique de pointe, a permis à des chercheurs de concevoir de grands composés de pré-initiation de transcription (PIC) à la définition proche-atomique. La PIC est un assemblage de protéine qui positionne la Polymérase ARN d'enzymes ainsi elle peut commencer la transcription.

Les structures neuves ont jeté la lumière sur les changements conformationnels séquentiels de la PIC dans tout le procédé d'initiation de la transcription, y compris identifier la région de promoteur de l'ADN où la transcription d'un gène commence, ouvrant cette région de promoteur et initiant la transcription. L'étude a été publiée dans la Nature de tourillon.

Des Gènes se composent de l'ADN, qui sert de dépôt de toute notre information génétique. Pour utiliser l'information encodée dans un gène, la Polymérase ARN doit tirer une copie sous forme d'ARN messager. La reprographie, transcription appelée, est l'une des activités centrales nécessaires pour la durée de vie.

Au début de ce procédé bien controlé, la Polymérase ARN et les protéines générales de facteur de transcription se réunissent à un site particulier le long de l'ADN pour former une PIC. L'assemblage de PIC est exigé pour ouvrir l'hélix bicaténaire d'ADN du promoteur, positionner l'ADN dans le site actif de la Polymérase ARN et commencer le procédé de transcription. Les transcriptions d'ARN messager sont alors employées pour produire les protéines, les synthons de corps humains.

« Cet article fournit des informations structurelles détaillées sur les composés qui participent aux stades précoces du procédé de transcription, » a dit Ivaylo Ivanov, professeur agrégé de chimie à la Condition de la Géorgie. « Nous explorons les phases que la Polymérase ARN et les facteurs généraux de transcription rentrent la commande pour ouvrir la bulle de transcription et pour commencer le procédé de la transcription. C'est un système très important qui n'était pas accessible par la cristallographie ou aucune autre méthode structurelle avant. C'est la toute première reconstruction Cryo-FIN DE SUPPORT proche-atomique de l'assemblage humain de PIC. »

L'édition absolue et la cristallographie Chimiques avaient fourni des aperçus des composés partiels de Polymérase ARN des organismes eucaryotiques tels que la levure, mais ces techniques ne pourraient pas résoudre la structure du composé entier de PIC. Les événements et les procédés menant à l'ADN déroulant par la PIC et la formation d'une bulle de transcription, une structure moléculaire qui se produit pendant la transcription quand une partie du double toron d'ADN est déroulée, ont été insuffisamment compris.

Pour établir les modèles atomiques détaillés du composé de PIC, Ivanov et son équipe ont appliqué des techniques de modélisation moléculaires intégratrices. Les calculs se sont fondés sur la technologie moderne de superinformatique disponible cependant le programme Extrême d'Environnement de Découverte de Scientifique et Technique de National Science Foundation et le Centre Calculant Scientifique National De Recherche En Matière D'énergie. Les chercheurs ont affiché cette combinaison judicieuse des techniques complémentaires--montage de dynamique moléculaire et amélioration flexibles des coordonnées atomiques avec le progiciel de cristallographie de Phenix--mené aux modèles comparables de la qualité aux structures cristallines dans le même domaine de définition.

Les chercheurs ont capturé la PIC humaine dans trois états fonctionnels différents : 1) une condition fermée engagée dans le double hélix d'ADN de la région de promoteur, 2) une condition ouverte engagée dans la bulle de transcription et 3) une initiale transcrivant le composé ont porté en équilibre pour effectuer la chimie de la synthèse d'ARN messager. Elles pouvaient également concevoir de nombreux composants précédemment indéterminés de l'assemblage humain de PIC. Les découvertes ont indiqué l'organisme complet de sous-unité d'un facteur TFIIH appelé de transcription, qui a un rôle critique en ouvrant la région de promoteur. TFIIH le prouvé des pièces les plus difficiles de l'assemblage de PIC à résoudre.

« Nous avons beaucoup d'éléments structurels neuf conçus avant lesquels n'ont été jamais déterminés pour le composé humain, » Ivanov avons dit.

Les Comparaisons entre les conditions fermées, ouvertes et initiales de transcription de la PIC fournissent des analyses mécanistes neuves dans les procédés de l'engagement d'ADN, de la fonte de promoteur et de la stabilisation de bulle de transcription.

« Aucun de ceci n'aurait été possible sans avances dans la microscopie électronique (EM) et sans progrès récents dans la modélisation numérique intégratrice, » Ivanov a dit. « La capacité d'obtenir les structures proche-atomiques de FIN DE SUPPORT de définition s'est seulement avérée justement récent par la combinaison de la technologie directe de détecteur électronique et des algorithmes calculants puissants neufs analyser les images.

« À la dernière Cryo-FIN DE SUPPORT d'années a subi un tour permettant pour la première fois pour réaliser la définition comparable à la cristallographie. Ceci fournissent des formidables opportunités pour la zone de la biologie structurelle d'étudier de grands composés macromoléculaires dans le petit groupe atomique sans nécessité de produire des cristaux de protéine. »

Source : Université De L'Etat de la Géorgie