Investigadores de la Universidad de California, Davis y del Laboratorio de Biología Molecular MRC en Cambridge, Reino Unido, han resuelto la estructura del complejo formado cuando se escanea el ARNm para encontrar el punto de partida para traducir el ARN en una proteína. El descubrimiento,publicado el 4 de septiembre en Science, proporciona una nueva comprensión de este proceso fundamental.
"Esta estructura transforma lo que sabemos sobre la iniciación de la traducción en las células humanas y ha habido un gran entusiasmo por parte de la gente en el campo", dijo Christopher Fraser, profesor de biología molecular y celular en UC Davis y autor correspondiente del artículo.
Aunque casi todas nuestras células contienen nuestro genoma completo, las células usan diferentes subconjuntos de genes para producir las proteínas que necesitan para realizar sus diversas funciones. Esto requiere un control preciso sobre los procesos mediante los cuales el ADN se transcribe primero para producir ARNm y luego ARNmse traduce para producir proteína.
la traducción comienza cuando un ribosoma se adhiere a un fragmento de ARNm y lo escanea hasta encontrar un codón de inicio, tres letras de ARN que dicen "comience a traducir aquí". Hay más de una docena de proteínas diferentes conocidas como factores de iniciación involucrados en esteSe ha descubierto que muchos de estos factores de iniciación están desregulados en varios cánceres.
Sin embargo, no se ha entendido bien cómo los factores se unen y escanean el ARNm, debido a la falta de comprensión de las estructuras de todo el complejo.
Para investigar esto, Fraser y el investigador postdoctoral Masaaki Sokabe del Departamento de Biología Molecular y Celular de UC Davis colaboraron con Venki Ramakrishnan, Jailson Brito Querido, Sebastian Kraatz y Yuliya Gordiyenko en el LMB para visualizar la estructura del complejo. Ramakrishnan compartió elPremio Nobel de Química 2009 por su trabajo sobre la estructura del ribosoma.
El equipo usó un ARNm que carecía de un codón de inicio para que quedara atrapado en el acto de escanear. Si bien es grande para una máquina biológica, se podrían colocar alrededor de 3000 de estos complejos en el ancho de un cabello humano. Por lo tanto, el equipousó microscopía crioelectrónica en el LMB para obtener una estructura del complejo que incluye el ARNm atrapado. La microscopía crioelectrónica permite a los biólogos capturar películas tridimensionales de moléculas biológicas hasta la escala de átomos individuales.
Sobre la base de esta estructura, los investigadores propusieron un modelo de cómo el ARNm se inserta en un canal en la subunidad ribosomal pequeña, y un mecanismo de cómo el ARNm podría pasar a través del ribosoma para escanear, como una tira de película a través de una vieja-proyector estilo.
Pudieron predecir que para la mayoría de los ARNm, el codón de inicio tendría que estar lo suficientemente lejos del extremo frontal del ARNm para que se pueda encontrar en el proceso de escaneo, lo que fue confirmado bioquímicamente por Sokabe y Fraser. Conformación adicionaldel modelo se obtuvo mediante espectrometría de masas realizada por Mark Skehel de la LMB.
La Facultad de Ciencias Biológicas de UC Davis abrió recientemente su propia instalación de microscopía crioelectrónica, que hará posible este tipo de trabajo en el campus, dijo Fraser.
El trabajo fue financiado por UKRI MRC, la Federación de Sociedades Bioquímicas Europeas, Wellcome, la Fundación Louis-Jeantet y los Institutos Nacionales de Salud.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Davis . Original escrito por Andy Fell. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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