Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 26 °C
Gök Gürültülü

Yeni Araştırma, Kilit Bir Hücresel Sürecin Arkasındaki Sırrı Ortaya Çıkarıyor

27.11.2020
194
Yeni Araştırma, Kilit Bir Hücresel Sürecin Arkasındaki Sırrı Ortaya Çıkarıyor

Araştırmacılar ilk kez Rho proteininin gen ifadesini gerçekten nasıl durdurduğunu açıkladılar

Yeni araştırma, ders kitaplarının söylediğine rağmen, şimdiye kadar bilim adamları için anlaşılması zor olan hücresel bir süreci tanımladı ve tanımladı – tam da bir kez başlayan 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 nükleotidleri 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 ortak baş yazarı Irina Artsimovitch, “Rho’yu incelemeye başladık ve insanların bize işe yaradığını söylediği şekilde işe yaramayacağını fark ettik,” dedi.

Bugün Science dergisinde çevrimiçi olarak yayınlanan araştırma, Rho’nun, transkripsiyonun sonuna yakın belirli bir RNA parçasına bağlanıp DNA’dan gevşemesine yardımcı olmak yerine, aslında bu süre boyunca 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 bununla 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 yapısıdır ve çok çabuk parçalandığı için elde edilmesinin imkansız olması gerekiyordu” dedi.

“Temel bir soruyu yanıtlıyor – transkripsiyon yaşam için temeldir, ancak kontrol edilmeseydi hiçbir şey işe yaramazdı. RNA polimeraz kendi başına tamamen nötr olmalıdır.

Hasar görmüş veya hücreye zarar verebilecek olanlar da dahil olmak üzere herhangi bir RNA yapabilmelidir. Rho, RNA polimeraz ile seyahat ederken sentezlenmiş RNA’nın yapmaya değer olup olmadığını söyleyebilir – eğer 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, bir genetik projesi üzerinde çalışırken Rho’da şaşırtıcı mutasyonlar tespit edene kadar, Rho’nun fesih konusundaki rolü hakkında yıllarca süren anlayışa karşı koymak için yola çıkmadı.

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 aramanın 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 tanımlıyordu.

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.

“RNA polimeraz, bakterilerdeki yüz binlerce nükleotidi eşleştirerek ilerliyor. Artsimovitch, kompleks son derece kararlı çünkü öyle olması gerekiyor – eğer RNA serbest bırakılırsa kaybolur, “dedi. “Yine de Rho, kompleksi saniyeler değilse bile birkaç dakika içinde parçalayabiliyor. Bakabilirsiniz, ancak analiz edilecek 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 ardışık adımları temsil eden yedi kompleksi görselleştirmelerini sağladı.

Ekip, gördüklerine göre modeller oluşturdu ve ardından bu modellerin genetik ve biyokimyasal yöntemler kullanarak doğru olduğundan emin oldu.

Artsimovitch, çalışma bakterilerde yapılmasına rağmen, bu sonlandırma işleminin diğer yaşam formlarında da meydana gelebileceğini söyledi. “Yaygın görünüyor,” dedi. “Genelde hücreler ortak bir atadan benzer çalışma mekanizmaları kullanır. Bu numaralar faydalı olduğu sürece hepsi aynı numaraları öğrendi.”

Referans: Science.

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.

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.