En sus celdas, casi siempre es primavera. O al menos elástica.
Los biocientíficos han sabido durante algún tiempo que los cromosomas tienden a expresar sus productos proteicos en forma de ráfagas, en lugar de hacerlo de manera constante. Un nuevo estudio teórico realizado por científicos de la Universidad de Rice, detallado en el Revista biofísica , tiene como objetivo explicar mejor el proceso que combina reacciones químicas y fuerzas mecánicas.
La química de arroz Anatoly Kolomeisky y la estudiante graduada de física aplicada y autora principal Alena Klindziuk construyeron el primer modelo analítico simplificado de "estallido" para mostrar cómo la presión de una enzima ARN polimerasa desencadena la fiebre de la producción de ARN, pero solo en la medida en que puedeempujar una bobina de ADN.
A medida que se comprime como un resorte, esa "superbobina" de ADN continúa expresando ARN, que continúa produciendo las proteínas por sí mismas, hasta que la enzima no puede empujar más. No es hasta que llega otra enzima, una girosapara liberar la tensión de que la producción puede comenzar de nuevo.
"Con los avances en las técnicas experimentales, las personas pueden medir cuánto ARN está produciendo, por lo que era una expectativa ingenua que la velocidad de producción fuera más o menos constante", dijo Kolomeisky, un químico por título cuyo grupo tieneDurante mucho tiempo me interesó cómo funcionan las reacciones bioquímicas para impulsar los mecanismos biológicos, y viceversa.
"Fue sorprendente cuando descubrimos que en realidad no funciona de esta manera", dijo. "Se produce mucho ARN y luego hay un período de silencio. El ARN se produce en un comportamiento muy explosivo, pero los detalles moleculareshan faltado "
Dijo que la forma en que la ARN polimerasa se alinea con el ADN de doble hélice lo enrolla en el proceso. "Gira, imponiendo restricciones mecánicas al ADN", dijo Kolomeisky. "Un resorte es un excelente ejemplo. Cuanto más empujas un resorte,más difícil se vuelve empujar
"Creemos que la ARN polimerasa enrolla el ADN para comenzar la producción de ARN", dijo. "Al comienzo del proceso, se produce una explosión, pero el proceso se ralentiza a medida que aprieta el resorte. Luego entran las girosas; se desenredanesta súper bobina para que la producción normal pueda comenzar de nuevo ". Al mismo tiempo, dijo que las girosas también alivian el estrés negativo creado en el otro lado de la polimerasa.
"Esencialmente, creamos el primer modelo energético cuantitativo que explica esta explosión", dijo Kolomeisky. "Somos capaces de interpretar los datos experimentales reunidos en experimentos con bacterias y descubrimos que existe este superenrollador".
Dijo que los cálculos muestran que el "resorte" del ADN es relativamente débil. "Eso tiene un significado biológico porque significa que podemos regular más fácilmente el proceso regulando las girosas", dijo.
Klindziuk señaló que hay muchos otros actores en el proceso que finalmente deben tenerse en cuenta. "Podríamos haber agregado muchos efectos, como factores transcripcionales y otros factores epigenéticos", dijo. "Queremos hacer un modelo donde haya múltiplespolimerasas en el ADN. En este modelo, solo teníamos una, pero en realidad, hay muchas polimerasas. Puede haber efectos del tráfico de polimerasas, como si se toparan entre sí y se detuvieran y reanudaran su actividad ".
"Este es un ejemplo de experimentación avanzada que nos llevó a buscar una solución teórica significativa", dijo Kolomeisky. "Por lo general ocurre en la dirección opuesta, pero esta vez los experimentos fueron capaces de visualizar el proceso, y eso nos llevó a pensarsobre y empezar a explicarlo "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Rice . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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