Информации

Дали рибозомите можат да читаат ssDNA?

Дали рибозомите можат да читаат ssDNA?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Прашањето ми е дали може да се направи превод, природно или вештачки, преку рибозомско читање (едноверижна) ДНК директно. Ако не, би сакал да знам што дозволува ssRNA да се преведува, но не и ssDNA.


Резиме

Гласник РНК кои се регрутираат во рибозомот за синтеза на протеини in vivo, треба да задоволат одредени структурни барања и мора да комуницираат со факторите на иницијација на протеини кои ги доставуваат до рибозомот. Генеричката едноверижна ДНК (ssDNA) ги нема овие структурни карактеристики и затоа не може да се преведе на рибозомите во природни услови.

Еден пријавен обид да се преведат аналози базирани на деоксирибоза на овие mRNA под услови еквивалентни на оние во клетката беше неуспешен. Така, иако експериментите сугерираат дека ssDNA може да биде способна да поврзе трансфер-РНК и да дозволи одредена синтеза на полипептиди под нефизиолошки услови, ова ги одразува само оние аспекти на биосинтезата на протеините кои вклучуваат интеракции на спарување на базите помеѓу пораката и другите РНК вклучени во преводот. Спротивно на тоа, фазите вклучени во изборот на првиот иницијациски кодон и препознавањето на завршните кодони вклучуваат интеракции помеѓу протеинските фактори и пораката, каде што препознавањето на хидроксилна група во 2'-позиција (и дискриминација помеѓу тимин и урацил) може добро се случи и ќе спречи превод на синтетичка ssDNA порака.

Ако, всушност, не еволуирала никаква дискриминација против ДНК за компонентите на рибозомалната и трансферната РНК на апаратот за превод, тоа може да биде затоа што системот настанал во „Светот на РНК“ пред да еволуира ДНК, и затоа што слободната ssDNA во клетката има никогаш не бил конкурент со mRNA за рибозоми, особено откако се појавија софистицирани системи базирани на протеини за избор на соодветниот иницијациски кодон.

Современи физиолошки интеракции на mRNA со рибозоми

Преведувањето на mRNA со рибозоми (протеинска биосинтеза) е комплексен процес кој може да се подели на голем број фази, од кои секоја генерално вклучува различни РНК и протеински молекули - фактори на иницијација (IF), фактори на издолжување (EF) и фактори на завршување или ослободување (RF). На читателот кој не е запознаен со ова му се советува да прочита извештај од учебникот како оној во Поглавје 29 од Берг et al.. Сепак, накратко да резимираме, тие се: избор на точниот AUG (обично) на mRNA за иницијација, IF-зависно врзување на иницијатор-tRNA за местото P, EF-зависно и насочено кон кодно врзување на елонгатор-tRNA , формирање на пептидна врска катализирано од големата рибозомална подединица, транслокација зависна од EF и евентуално ослободување на комплетниот полипептиден синџир насочено кон стоп-кодон и RF-зависно ослободување.

Првиот чекор е клучен за врзувањето на природните mRNA - тема на ова прашање. Под природни клеточни услови прокариотите и еукариотите имаат различни методи за да се осигураат дека рибозомот комуницира со правилниот кодон на mRNA за да започне транслација. Кај прокариотите специфичен сигнал за врзување на рибозомот (сјај и Далгарно секвенца) мора да комуницира со 16S rRNA и одреден протеин на факторот на иницијација е вклучен во овој чекор. Кај еукариотите главниот метод е препознавање на модифицирана 5' структура на mRNA и одмотување на секундарната структура, исто така модулирана од факторите за иницијација на протеини.

Свесен сум за еден извештај за обид да се преведе аналог базиран на ДНК на такви природни структури на mRNA под какви било услови. Ова беше од Демијан et al. (Biochim. Biophys. Res. Commun 385, 296-301 (2009)), и беше неуспешен, иако физичките методи укажуваа на врзување за рибозомот. Замислувам дека не се случи препознавање од факторите за иницијација на протеини, но не можам да бидам сигурен дека спарувањето на базите со 16S rRNA исто така беше попречено.

Без разлика, може да се одговори на поставеното прашање:

Фактот дека „случајната“ едноверижна ДНК нема да има структурни карактеристики за избор на точниот иницијациски кодон објаснува зошто таа не би била преведена под природни услови - не можеше да се врзе за рибозомот.

Вештачки системи за синтеза на протеини

Целосните детали за реакциите на рибозомот се појавија само постепено. Сепак, недостатокот на разбирање на карактеристиките на природната мРНК потребни за врзување со рибозомот не ја спречи ниту дисекцијата на следните чекори на биосинтезата на протеините, ниту употребата на рибозомални системи за дешифрирање на генетскиот код. Тоа е затоа што беше можно да се заобиколат почетните чекори со користење на соодветни нефизиолошки услови, кои им овозможија на полинуклеотидите или тројките на олигонуклеотидите да се врзат за рибозомот, каде што беа можни понатамошни реакции, иако генерално помалку ефикасни отколку во клетката. Ваквите состојби вклучуваат високи концентрации на јони на магнезиум и одредени антибиотици кои влијаат на точноста на синтезата на протеините. Се сугерираше дека неутрализацијата на полнежот на фосфатите на 'рбетот на РНК со Mg2+ ги подобрува (неспецифичните хидрофобни интеракции на каналот за врзување на mRNA и дека антибиотиците ја стабилизираат состојбата на рибозомот во кој амино-ацил tRNA може полесно да се врзе (и оттука го промовира поврзувањето на полинуклеотидите со спарување на базите). Откако ќе се врзат со кодоните поврзани со водород со сродните антикодони на tRNA, последователните реакции на издолжување зависеле од компонентите на рибозомот различни од вештачкиот гласник.

Така, генетскиот код беше дешифриран со користење на системи без бактериски клетки, на кои беа додадени едноставни синтетички полинуклеотиди, на кои им недостигаа секвенци на Shine и Dalgarno или почетни (или стоп) кодони; и со експерименти во кои амино ацил-tRNA беа врзани за тројни кодони во отсуство на IF и EF. Другите делумни реакции на синтезата на протеините беа слично расчленети вештачки - реакцијата на пептидил трансфераза беше проучувана на изолирани 50S подединици користејќи само фрагмент од tRNA и пуромицин со спроведување на реакцијата во 50% етанол!

Експерименти со едноверижна ДНК

Разбирајќи дека рибозомите можат да бидат поттикнати да ги врзуваат и преведуваат „не-mRNA“ олиго-рибонуклеотидите под одредени вештачки услови, ние сме во позиција да го разгледаме значењето на извештаите за транслација на олиго-деоксирибонуклеотиди - ssDNA.

Оригиналните експерименти во оваа област од страна на Мекарти и Холанд во 1965 година покажаа дека денатурираната ДНК од различни извори (вклучувајќи животински клетки) може да стимулира инкорпорирање на радиоактивни амино киселини во систем без бактериски клетки, но тоа зависи од присуството на антибиотици. Понатаму, во лабораторијата на Хорана беше покажано дека само одредени синтетички поли-деоксинуклеотиди (аналогни на поли-рибонуклеотидите што ги користел за дешифрирање на генетскиот код) биле активни. Така, се чини дека под нефизиолошки услови кои фаворизираат промискуитетно врзување на поли- и олиго-рибонуклеотиди, постои одредено врзување на ssDNA и последователен превод.

Еден труд од Рикер и Каџи спомнат од @Mesentery - известува дека олигодеоксинуклеотидите можат да функционираат во некои парцијални реакции (врзување со fmet-tRNA), иако не во други. Конкретно, не беше можно да се изврши RF-зависна реакција на завршување со олигонуклеотиди кои содржат терминални кодони, но - во присуство на антибиотици - прекин независно од факторите на ослободување правеше се јавуваат.

Оттука, очигледно е дека овие експерименти во кои ssDNA се преведува на рибозомите немаат физиолошко значење. Сепак, сè уште е релевантно да се постави дополнувањето на прашањето на постерот, зошто системот воопшто функционира?

Зошто се деоксирибоза (и тимин) не дискриминирани во вештачки услови?

Ензими на синтеза и разградување на нуклеинските киселини - РНК и ДНК полимерази; рибонуклеази и деоксирибонуклеази - се специфични за РНК или ДНК (или во некои случаи ДНК/РНК хибриди). Ова е и важно за да се осигура дека тие ги исполнуваат нивните специфични функции, а можеби и неизбежна последица на природата на нивните реакции - создавање или раскинување на шеќер-фосфатни врски. Овде имаме работа со катализа од протеински ензим кој ги врзува овие структури на неговото активно место.

Спротивно на тоа, се вклучени оние реакции на синтеза на протеини за кои одредени барања може да се релаксираат во нефизиолошки услови интеракции на спарување на бази. Во современите рибозоми тие може да се оптимизираат со поврзани протеини, но се смета дека вторите еволуирале подоцна. Вештачките состојби, како што се високи концентрации на јони на магнезиум или антибиотици, може да се смета дека дозволуваат суштински интеракции што постоеле во „ур-рибозомите“. И, се разбира, бидејќи ДНК/РНК хибридите лесно се формираат, учеството на ДНК во таквите интеракции не е толку изненадувачки. (Во светот на РНК на „ур-рибозомите“ - или дури и РНК/протеинскиот свет - нема да има потреба да се дискриминира ДНК, бидејќи таа сè уште не се појавила. А хемиски, замената на водород за хидроксилна група може да не ја попречуваат интеракцијата - во најлош случај тоа само би ја ослабнало.)

Релевантно е дека современите реакции на AUG-селекција и завршување зависат од интеракцијата на РНК-протеин. Овие би можеле да вклучуваат препознавање на рибозата, како и на основната секвенца, објаснувајќи ги набљудувањата од Рикер и Каџи и од Демијан et al., претходно споменато.


Прашањето ми е дали може да се направи превод, природно или вештачки, преку рибозомско читање (едноверижна) ДНК директно.

Рибозомите учествуваат во транслацијата на mRNA во протеини. Видете ја статијата на Википедија за повеќе информации

Ако не, би сакал да знам што дозволува ssRNA да се преведува, а ssDNA не.

„Ако не“ нема смисла затоа што одговарањето да или не на првото прашање навистина нема многу врска со второто прашање.

ssRNA и ssDNA се однесува на генетскиот материјал на некои вируси. Најчесто, мислам дека не ги користиме термините ssDNA и ssRNA за да се однесуваме на вирус кој обратно ја транскрибира РНК во ДНК, така што вашето прашање е нејасно и збунувачки.

Некои вируси прават обратна транскрипција на РНК во ДНК. Тие го прават тоа со реверзна транскриптаза.

Она што сакам да го знам со второто прашање е која структурна или хемиска карактеристика дозволува читање на РНК, но не и на ДНК.

О, мислам дека го разбирам твоето прашање…

Двоверижна ДНК не може со сигурност да се преведе со рибозом. Претпоставувам дека ssDNA на крајот може да се вклопи во рибозом (или малку изменет), сепак, tRNA треба да се прилагоди на користењеТи неУ. Јас не сум молекуларен биолог и не можам да кажам повеќе од тоа.

Сакам да знам како на ДНК во недостаток на 2-хидрокси група и користење на тимин наместо урацил ја прави нечитлива за рибозомот

Не знам дали тоа го прави и, ако го прави, тогаш не знам зошто! Извинете, не можам да помогнам повеќе!



Коментари:

  1. Bragor

    Секако. Се придружувам на сите погоре.

  2. Banbhan

    I find the topic very interesting. Give with you we will communicate in PM.

  3. Sigiwald

    She should tell you you are wrong.

  4. Zolomuro

    Where can I find out more about this?

  5. Tonio

    Your thought will be useful

  6. Baran

    Апсолутно се согласувам со тебе. Има нешто во тоа, и тоа е одлична идеја. Подготвен сум да ве поддржам.



Напишете порака