Investigadores de la Universidad de Illinois en Chicago y Northwestern University han diseñado un ribosoma atado que funciona casi tan bien como el componente celular auténtico, u orgánulo, que produce todas las proteínas y enzimas dentro de la célula. El ribosoma diseñado puede permitir la producciónde nuevos medicamentos y biomateriales de próxima generación y conducen a una mejor comprensión de cómo funcionan los ribosomas.
El ribosoma artificial, llamado Ribo-T, fue creado en los laboratorios de Alexander Mankin, director del Centro de Ciencias Biomoleculares de la Facultad de Farmacia de la UIC, y Michael Jewett de Northwestern, profesor asistente de ingeniería química y biológica. El ribosoma hecho por el hombrepuede ser manipulado en el laboratorio para hacer cosas que los ribosomas naturales no pueden hacer.
Cuando la célula produce una proteína, el ARNm ARN mensajero se copia del ADN. Las dos subunidades de los ribosomas, una grande y otra pequeña, se unen en el ARNm para formar la unidad funcional que ensambla la proteína en un proceso llamado traducción.la molécula de proteína está completa, las subunidades ribosómicas, ambas compuestas de ARN y proteína, separadas entre sí.
En un nuevo estudio en la revista Naturaleza , los investigadores describen el diseño y las propiedades de Ribo-T, un ribosoma con subunidades que no se separan. Ribo-T puede ajustarse para producir polímeros únicos y funcionales para explorar las funciones de los ribosomas o producir terapias de diseño, ytal vez algún día incluso polímeros no biológicos.
Nadie ha desarrollado algo de esta naturaleza.
"Sentimos que había una pequeña, muy pequeña, posibilidad de que Ribo-T pudiera funcionar, pero realmente no lo sabíamos", dijo Mankin.
Mankin, Jewett y sus colegas se vieron frustrados en sus investigaciones por las subunidades de los ribosomas que se desmoronan y se unen en cada ciclo de síntesis de proteínas. ¿Podrían las subunidades estar permanentemente unidas?Ribo-T.
"Lo que finalmente pudimos hacer fue demostrar que al crear un ribosoma diseñado donde el ARN ribosómico se comparte entre las dos subunidades y se vinculan mediante estas pequeñas ataduras, en realidad podríamos crear un sistema de traducción dual", dijo Jewett.
"Fue sorprendente que nuestro ARN quimérico híbrido pudiera soportar el ensamblaje de un ribosoma funcional en la célula. También fue sorprendente que este ribosoma atado pudiera soportar el crecimiento en ausencia de ribosomas de tipo salvaje", dijo.
Ribo-T funcionó incluso mejor de lo que Mankin y Jewett creían que podía. Ribo-T no solo fabricó proteínas en un tubo de ensayo, sino que fue capaz de producir suficiente proteína en células bacterianas que carecían de ribosomas naturales para mantener viva la bacteria.
Jewett y Mankin estaban sorprendidos por esto. Los científicos habían creído previamente que la capacidad de las dos subunidades ribosómicas para separarse era necesaria para la síntesis de proteínas.
"Obviamente esta suposición era incorrecta", dijo Jewett.
"Nuestra nueva fábrica de fabricación de proteínas promete expandir el código genético de una manera única y transformadora, proporcionando oportunidades emocionantes para la biología sintética y la ingeniería biomolecular", dijo Jewett.
"Esta es una herramienta emocionante para explorar las funciones ribosómicas experimentando con las partes más críticas de la máquina de síntesis de proteínas, que anteriormente eran" intocables "", agregó Mankin.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Illinois en Chicago . Original escrito por Sam Hostettler. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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