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I ricercatori del UCLA hanno cianografia del telomerase che svolge il ruolo principale nel cancro, invecchiante

Il Cancro, le malattie in relazione con l'invecchiamento ed altre malattie sono legati molto attentamente ad un enzima importante chiamato “telomerase.„ I ricercatori del UCLA riferiscono nella cella del giornale la conoscenza scientifica più profonda eppure di questo enzima una volta misterioso, di cui memoria catalitica -- dove la maggior parte della sua attività accade -- può ora essere veduto nella risoluzione atomica vicina.

“Ora stiamo vedendo non appena la fronte di taglio dell'orologio, stiamo vedendo come l'interno delle componenti interattivo farlo funzionare,„ ha detto Juli Feigon, un professore di chimica e della biochimica nell'istituto universitario del UCLA e un autore senior dello studio. “Ad ogni punto, zummiamo più vicino e vediamo sempre più i dettagli e possiamo ora cominciare a dedurre non appena a che cosa l'enzima assomiglia, ma anche come funziona. Sapendo che può piombo allo sviluppo di nuove droghe che mirano alle parti specifiche dell'enzima.„

Oltre a riferire il più ad alto livello del dettaglio veduto mai della struttura della memoria catalitica del telomerase, indicata nell'animazione qui sotto, il rapporto dei ricercatori per la prima volta hanno catturato il telomerase nel corso della preparazione del DNA.

“Per la prima volta, abbiamo una struttura, o cianografia, del telomerase,„ ha detto Lukas Susac, uno studioso postdottorale del UCLA nel laboratorio di Feigon e un autore del co-cavo. “Sappiamo che la gente ha mutazioni del telomerase e si ammala, ma non abbiamo avuti comprensione di come questa è venuto ad essere, oltre conoscere il loro telomerase non lavoriamo. Ora possiamo dire che il problema è con un sito specifico all'interno del telomerase e forse vedere perché l'enzima a volte non funziona correttamente. Per trattare una malattia, in primo luogo dobbiamo individuare dove il problema accade ed ora questo è possibile. Naturalmente, ci sono ancora punti da andare.„

Il processo principale del Telomerase è di mantenere il DNA nei telomeres, le strutture alle estremità dei cromosomi umani. Quando il telomerase non è attivo, ogni volta le celle si dividono, i telomeres ottengono più brevi. Quando quello accade, i telomeres finalmente diventano così brevi che le celle smettono di dividersi o muoiono.

Le celle con il telomerase anormalmente attivo possono ricostruire continuamente i loro cappucci cromosomici protettivi e non moriranno, non detto Feigon, che egualmente sia un membro dell'istituto della biologia molecolare del UCLA e di un membro associato del UCLA-Dipartimento dell'istituto di energia di genomica e di Proteomics. Col passare del tempo, questo è nocivo perché gli errori del DNA accumulano e danneggiano le celle. Il Telomerase è particolarmente attivo in cellule tumorali, che permette al cancro di svilupparsi e spargersi.

Il gruppo di ricerca di Feigon ha intrapreso gli studi facendo uso dei microrganismi unicellulari chiamati “tetrahymena thermophila,„ che sono trovati comunemente in stagni d'acqua dolce. Le componenti del Telomerase sono relativamente ben note in Tetrahymena ed è l'organismo in cui il telomerase e i telomeres in primo luogo sono stati scoperti. La memoria catalitica centrale del telomerase è simile in tutti gli organismi, compreso gli esseri umani.

Il Telomerase contiene “un transcriptase inverso specializzato,„ o la classe di proteine, che hanno quattro regioni importanti e parecchie sottoregione. In questa ricerca, gli scienziati hanno rivelato una grande, sottoregione precedentemente non studiata chiamata “TRAPPOLA„ nel transcriptase inverso degli enzimi. Invece di copiatura dal DNA a RNA -- il DNA prepara tipicamente il RNA, che fa le proteine -- i transcriptases inversi usano il RNA per preparare il DNA; uno che è particolarmente ben noto è il transcriptase dell'inverso del HIV, l'obiettivo di molte droghe.

Mentre altri transcriptases inversi possono copiare tutta la sequenza arbitraria del RNA e preparare il DNA da, il transcriptase inverso del telomerase copia soltanto un RNA specifico del sei-nucleotide ed agisce in tal modo molte volte fare una catena lunga di DNA. (Nucleotidi sono le particelle elementari di DNA e di RNA.) giochi di TRAPPOLA un ruolo cruciale nell'aggiunta sui pezzi piccoli di DNA alle estremità dei cromosomi per tenerle da riduzione ogni volta che le celle si dividono.

I ricercatori riferiscono per la prima volta la struttura, forma e significato della TRAPPOLA e la regione con cui interagisce.

“Una gioia di scienza è il momento quando siete la prima persona nel mondo per vedere qualche cosa di importante,„ ha detto Feigon, un membro dell'Accademia nazionale delle scienze. “Mi ricordo esaminare questa struttura quando la abbiamo ottenuta e pensare noi avevo risolto un pezzo significativo del puzzle ed ero la sola gente che aveva veduto questa. È molto emozionante.„

Il gruppo di ricerca di Feigon sta imparando come le regioni interagiscono e comunicano tra loro. In uno studio 2015 nella scienza del giornale, Feigon ed i colleghi hanno riferito la posizione di una regione importante chiamata “DIECI.„ Ora i ricercatori riferiscono le strutture di DIECI e la TRAPPOLA e come interagiscono a vicenda e con il RNA del telomerase. Molte mutazioni che gli scienziati hanno attribuito alla regione DIECI in effetti interrompono l'interazione di DIECI con la TRAPPOLA, i ricercatori riferiscono in cella.

Ciò è la prima volta i ricercatori hanno veduto il telomerase nel corso della preparazione del DNA. Il telomerase catturato ricercatori subito dopo che ha aggiunto un nucleotide ad una catena crescente del DNA nella memoria catalitica. (La memoria catalitica consiste del transcriptase inverso e di un RNA del telomerase.)

Che cosa sono le implicazioni della ricerca per i cancri combattenti? Le cellule tumorali continuano riprodurrsi ed affinchè questa accada, il telomerase deve essere altamente attivo -- quale non è in celle in buona salute. Per diminuire questo, sarebbe utile sapere mirare all'attività dell'enzima. Questa nuova ricerca porta questo scopo più vicino alla realtà fornendo le bugne circa che parti all'obiettivo.

“Abbiamo comprensioni molto profonde come il telomerase funziona e come le componenti funzionano insieme,„ in Susac abbiamo detto. “Ciascuna di queste interazioni ha potuto essere un punto da mirare a e possibilmente interrompe o migliora la funzione del telomerase. La precisione sarà molto importante; semplicemente colpire il telomerase con un martello non funzionerà. Il Telomerase è un enzima molto centrale ed unico in molti organismi. Ora abbiamo posizioni da tendere a.„

Gli scienziati hanno usato una tecnica chiamata “microscopia dell'cryo-elettrone„ che permette loro di vedere l'enzima in dettaglio straordinario e modellistica di calcolo usata per interpretare i loro dati. Il gruppo di ricerca ha competenza in parecchi campi, compreso la biochimica, la biologia molecolare, la biologia di calcolo e la biofisica.