Araştırmacılar ilk kez Rho proteininin gen ifadesini gerçekten nasıl durdurduğunu açıkladılar

Araştırmacılar ilk kez Rho proteininin gen ifadesini gerçekten nasıl durdurduğunu açıkladılar
Yazıyı beğendiyseniz lütfen Paylaşın

Yeni araştırma, ders kitaplarının söylediğine rağmen, şimdiye kadar bilim adamları için anlaşılması zor olan hücresel bir süreci tanımladı ve tanımladı – tam da bir kez başladığında genetik materyalin kopyalanmasının nasıl düzgün bir şekilde kapatıldığını.

Bulgu, yaşam için gerekli olan anahtar bir süreçle ilgilidir: hücrelerin yaşamasını ve işlerini yapmasını sağlayan gen ekspresyonunun transkripsiyon aşaması.

Transkripsiyon sırasında, RNA polimeraz adı verilen bir enzim, genetik materyalin bir kopyasını oluşturmak için nükleotitleri eşleştirmek için bir ipliği kullanarak DNA’nın çift sarmalının etrafına sarılır – sonuçta transkripsiyon tamamlandığında kopan yeni sentezlenmiş bir RNA ipliği oluşur. Bu RNA, tüm yaşam için gerekli olan ve işin çoğunu hücrelerin içinde gerçekleştiren proteinlerin üretimini sağlar.

Herhangi bir tutarlı mesajda olduğu gibi, RNA’nın mantıklı olması için doğru yerde başlaması ve durması gerekir. Rho adlı bir bakteri proteini, transkripsiyonu durdurma veya sonlandırma kabiliyeti nedeniyle 50 yıldan daha uzun bir süre önce keşfedildi. Her ders kitabında Rho, çok güçlü motor gücünü kullanarak RNA’ya bağlanan ve onu RNA polimerazdan dışarı çeken bir model sonlandırıcı olarak kullanılır. Ancak bu bilim adamları tarafından daha yakından incelendiğinde, Rho’nun ders kitabı mekanizmasını kullanarak salması gereken RNA’ları bulamayacağı görüldü.

Ohio Eyalet Üniversitesi’nde mikrobiyoloji profesörü ve çalışmanın eş baş yazarı Irina Artsimovitch, “Rho’yu incelemeye başladık ve insanların bize işe yaradığını söylediği şekilde işe yaramayacağını fark ettik,” dedi.

Dergi tarafından çevrimiçi olarak yayınlanan araştırma Bilim bugün, 26 Kasım 2020, Rho’nun transkripsiyonun sonuna yakın belirli bir RNA parçasına bağlanmak ve DNA’dan gevşemesine yardımcı olmak yerine, aslında transkripsiyon süresince RNA polimeraz üzerinde “otostop” yaptığını belirledi. Rho, RNA’nın salınmasını sağlayan inaktif bir durumla sonuçlanan bir dizi yapısal değişiklik yoluyla enzimi nihayetinde koaksiye etmek için diğer proteinlerle işbirliği yapar.

Ekip, Rho’nun RNA polimeraz ve onunla birlikte transkripsiyon boyunca seyahat eden iki yardımcı proteinden oluşan eksiksiz bir transkripsiyon kompleksi üzerinde nasıl davrandığını ortaya çıkarmak için gelişmiş mikroskoplar kullandı.

Artsimovitch, “Bu, herhangi bir sistemdeki bir sonlandırma kompleksinin ilk yapısı ve çok çabuk parçalandığı için elde edilmesinin imkansız olması gerekiyordu,” dedi.

“Temel bir soruyu yanıtlıyor – transkripsiyon yaşam için temeldir, ancak kontrol edilmezse hiçbir şey işe yaramaz. RNA polimeraz kendi başına tamamen nötr olmalıdır. Hasarlı olanlar da dahil olmak üzere herhangi bir RNA yapabilmelidir. veya hücreye zarar verebilir. Rho, RNA polimeraz ile seyahat ederken sentezlenen RNA’nın yapılmaya değer olup olmadığını söyleyebilir – ve değilse, Rho onu serbest bırakır. ”

Artsimovitch, RNA polimerazın transkripsiyonu nasıl bu kadar başarılı bir şekilde tamamladığına dair birçok önemli keşif yaptı. Laboratuvarındaki bir lisans öğrencisi, genetik bir proje üzerinde çalışırken Rho’da şaşırtıcı mutasyonlar tespit edene kadar, Rho’nun fesih konusundaki rolü hakkında yıllarca süren anlayışa karşı koymadı.

Rho’nun bakterilerde virülans genlerinin ifadesini susturduğu ve enfeksiyona neden olmaları gerekene kadar onları uykuda tuttuğu biliniyor. Ancak bu genler, Rho’nun tercihli olarak bağladığı bilinen herhangi bir RNA dizisine sahip değildir. Artsimovitch, bu nedenle, Rho’nun hala RNA polimeraza bağlı olup olmadıklarını bile bilmeden yalnızca belirli RNA dizilerini aradığının hiçbir zaman mantıklı olmadığını söyledi.

Aslında, Rho mekanizmasının bilimsel anlayışı, RNA polimerazını sıklıkla dışarıda bırakan basitleştirilmiş biyokimyasal deneyler kullanılarak oluşturuldu – özünde, bir sürecin kendi içinde faktörleme yapmadan nasıl sona erdiğini tanımladı.

Bu çalışmada, araştırmacılar, model sistemleri olan Escherichia coli’deki bir DNA şablonu üzerinde çalışan RNA polimerazın görüntülerini yakalamak için kriyo-elektron mikroskobu kullandılar. Bu yüksek çözünürlüklü görselleştirme, son teknoloji hesaplamayla birleştirildiğinde, transkripsiyon sonlandırmanın doğru modellemesini mümkün kıldı.

Artsimovitch, “RNA polimeraz, bakterilerdeki yüzbinlerce nükleotidi eşleştirerek hareket eder. Kompleks, son derece kararlıdır çünkü olması gerekir – RNA serbest bırakılırsa, kaybolur,” dedi. “Yine de Rho, kompleksi saniyeler olmasa da birkaç dakika içinde parçalayabiliyor. Ona bakabilirsiniz, ancak analiz etmek için kararlı bir kompleks elde edemezsiniz.”

Kompleksleri parçalanmadan hemen önce tuzağa düşürmek için akıllı bir yöntem kullanmak, bilim adamlarının, Rho’nun RNA polimeraz ile bağlantısından başlayıp tamamen inaktif bir RNA polimeraz ile biten, sonlandırma yolundaki sıralı adımları temsil eden yedi kompleksi görselleştirmelerini sağladı. Ekip, gördüklerine göre modeller oluşturdu ve ardından bu modellerin genetik ve biyokimyasal yöntemleri kullanarak doğru olduğundan emin oldu.

Artsimovitch, çalışma bakteriler üzerinde yapılmasına rağmen, bu sonlandırma işleminin diğer yaşam türlerinde de gerçekleşebileceğini söyledi.

“Yaygın görünüyor” dedi. “Genel olarak, hücreler ortak bir atadan benzer çalışma mekanizmaları kullanırlar. Bu numaralar yararlı olduğu sürece hepsi aynı numaraları öğrendi.”

Uluslararası işbirlikçilerden oluşan bir araştırma ekibiyle çalışan Artsimovitch, şu anda Berlin Freie Universität’da eski bir Ohio Eyaleti yüksek lisans öğrencisi olan Markus Wahl ile birlikte çalışmayı yönetti.

Bu çalışma, Alman Araştırma Vakfı’nın hibeleri ile desteklenmiştir; Alman Federal Eğitim ve Araştırma Bakanlığı; Hindistan Tıbbi Araştırma Konseyi; Hindistan Hükümeti Biyoteknoloji Bölümü; Ulusal Sağlık Enstitüleri; ve Sigrid Jusélius Vakfı.

.

Kaynak

admin

admin

Talebemektebi bir sevdanın hikayesi

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Translate »