[ad_1]

کولومبوس ، اوهایو – یک مطالعه جدید یک روند سلولی را شناسایی و توصیف می کند که علی رغم آنچه در کتاب های درسی گفته می شود ، تاکنون برای دانشمندان دست نیافتنی است – اینکه چگونه کپی برداری از مواد ژنتیکی پس از راه اندازی به درستی منتفی است.

این یافته مربوط به یک فرآیند اساسی است که برای زندگی ضروری است: مرحله رونویسی بیان ژن ، که به سلولها اجازه می دهد زندگی کنند و کار خود را انجام دهند.

در حین رونویسی ، آنزیمی به نام RNA پلیمراز به دور مارپیچ دوگانه DNA پیچیده می شود ، و از یک رشته برای ترکیب نوکلئوتیدها برای ایجاد کپی از ماده ژنتیکی استفاده می شود – در نتیجه یک رشته RNA تازه سنتز شده که هنگام رونویسی می شکند تمام شده. این RNA اجازه تولید پروتئین هایی را می دهد که برای زندگی ضروری هستند و بیشتر کارها را در داخل سلول ها انجام می دهند.

همانند هر پیام هماهنگ ، RNA باید منطقی شروع و در مکان مناسب متوقف شود. پروتئین باکتریایی به نام Rho بیش از 50 سال پیش به دلیل توانایی در متوقف یا متوقف کردن رونویسی کشف شد. در هر کتاب درسی ، Rho به عنوان یک مدل خاتمه دهنده استفاده می شود ، که با استفاده از نیروی حرکتی بسیار قوی خود ، به RNA متصل می شود و آن را از RNA پلی مراز حذف می کند. اما نگاه دقیق این دانشمندان نشان داد که Rho با استفاده از مکانیزم کتاب درسی نمی تواند RNA ای را که باید آزاد کند پیدا کند.

ایرینا آرتسیموویچ ، یکی از نویسندگان این تحقیق و استاد میکروب شناسی در دانشگاه ایالتی اوهایو گفت:

این مطالعه توسط مجله به صورت آنلاین منتشر شده است علوم پایه امروز ، 26 نوامبر 2020 ، تعیین کرد که Rho در زمان رونویسی به جای اتصال به قطعه خاصی از RNA در اواخر رونویسی و کمک به تولید آن از DNA ، RNA پلیمراز را “متوقف کرد”. Rho با پروتئین های دیگر همکاری می کند تا سرانجام آنزیم را از طریق یک سری تغییرات ساختاری که منجر به حالت غیرفعال می شود و باعث آزاد شدن RNA می شود ، تحریک کند.

این تیم با استفاده از میکروسکوپ های پیشرفته نحوه عملکرد Rho روی یک مجموعه رونویسی کامل متشکل از RNA پلیمراز و دو پروتئین اضافی را که در طول رونویسی با آن حرکت می کنند ، تشخیص می دهند.

آرتسیموویچ گفت: “این اولین ساختار یک مجموعه خاتمه در هر سیستم است و دستیابی به آن غیرممکن است زیرا خیلی زود در حال از بین رفتن است.”

“این به یک سوال اساسی پاسخ می دهد – رونویسی برای زندگی ضروری است ، اما اگر کنترل نشود ، هیچ مشکلی نخواهد داشت. RNA پلیمراز باید کاملاً خنثی باشد. باید بتواند هر RNA تولید کند ، از جمله آنهایی که سلول آسیب دیده یا می تواند به سلول آسیب برساند. Rho در حالی که با RNA پلیمراز حرکت می کند ، می تواند بفهمد آیا RNA سنتز شده ارزش انجام دادن را دارد یا خیر ، Rho آن را آزاد می کند. “

آرتسیموویچ در مورد چگونگی تکمیل رونویسی RNA پلیمراز با موفقیت موفقیت های زیادی کشف شد. او سالها درک نقش Roe در خاتمه را انجام نداد تا اینکه دانش آموزی در آزمایشگاه خود جهشهای شگفت آور در Roe را هنگام کار بر روی یک پروژه ژنتیکی شناسایی کرد.

Rho شناخته شده است که بیان ژنهای بدخیم را در باکتریها سرکوب می کند ، در واقع آنها را تا زمانی که نیاز به ایجاد عفونت نداشته باشند ، خاموش نگه می دارد. با این حال ، این ژن ها هیچ توالی RNA ندارند که شناخته شده ترجیحاً به Rho متصل می شوند. بنابراین ، آرتسیموویچ گفت که هرگز منطقی نیست که Rho فقط به دنبال توالی های RNA خاص باشد بدون اینکه حتی بداند آیا آنها هنوز با RNA پلیمراز در ارتباط هستند.

در حقیقت ، درک علمی مکانیسم Rho با کمک آزمایش های بیوشیمیایی ساده ای که اغلب RNA پلیمراز را ترک می کنند ، ایجاد شده است – اساساً تعیین می کند که یک فرآیند بدون در نظر گرفتن فرآیند به پایان می رسد.

در این کار ، محققان با استفاده از میکروسکوپ الکترونی-برقی تصاویری از RNA پلیمراز را که روی الگوی DNA در اشریشیاکلی ، سیستم مدل آنها کار می کند ، به تصویر کشیدند. این تجسم با وضوح بالا ، همراه با محاسبات سطح بالا ، امکان مدل سازی دقیق خاتمه رونویسی را فراهم کرده است.

آرتسیموویچ گفت: “RNA پلیمراز همزمان با صدها هزار نوکلئوتید در باکتری ها حرکت می کند. این مجموعه بسیار پایدار است زیرا باید – اگر RNA آزاد شود ، از بین می رود.” “با این وجود ، Roe می تواند باعث شود مجموعه پیچیده شود در عرض چند دقیقه ، اگر نه در چند ثانیه.

محققان با استفاده از یک روش هوشمندانه در گرفتن مجتمع ها درست قبل از تجزیه آنها ، هفت مجموعه را که نمایانگر مراحل پی در پی در طول مسیر خاتمه است ، تجسم کردند ، این کار با درگیری Rho با RNA پلیمراز و پایان دادن به RNA پلیمراز کاملا غیر فعال آغاز شد. این تیم براساس آنچه آنها مشاهده کردند مدل هایی را ایجاد کردند و سپس با استفاده از روش های ژنتیکی و بیوشیمیایی از صحت این مدل ها اطمینان حاصل کردند.

اگرچه این مطالعه بر روی باکتری ها انجام شده است ، آرتسیموویچ گفت که روند توقف به احتمال زیاد در سایر اشکال زندگی اتفاق می افتد.

وی گفت: “به نظر می رسد که معمول است.” “سلولها معمولاً از سازوکارهای مشابه مشابه یک جد مشترک استفاده می کنند. همه آنها ترفندهای یکسانی را آموخته اند ، به شرطی که این ترفندها مفید بوده باشد.”

###

آرتسیموویچ ، با همکاری یک تیم تحقیقاتی بین المللی از همکاران ، مطالعه را با مارکوس وال ، دانشجوی سابق اوهایو که اکنون در دانشگاه فرای برلین به سر می برد ، هدایت کرد.

این کار با کمک مالی بنیاد تحقیقات آلمان پشتیبانی شد. وزارت آموزش و تحقیقات فدرال آلمان ؛ شورای تحقیقات پزشکی هند ؛ گروه بیوتکنولوژی ، دولت هند ؛ م Nationalسسات ملی بهداشت ؛ و بنیاد سیگرید اوسلیوس.

تماس با: ایرینا آرتسیموویچ ، artsimovitch.1@osu.edu؛ 614-292-6777

نوشته شده توسط امیلی کالدول ، Caldwell.151@osu.edu؛ 614-292-8152

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! هیچ مسئولیتی در قبال صحت گزارشهای خبری منتشر شده در EurekAlert ندارند! از طریق موسسات کمک کننده یا استفاده از هرگونه اطلاعات از طریق سیستم EurekAlert.

[ad_2]

منبع: kolah-news.ir

ایندکسر