娛樂城|科學家了解核醣體RNA生產線的特寫

當從DNA模板產生RNA的酶被改變時,它會減慢核醣體RNA(rRNA)的產生,而核醣體RNA是細胞內最豐富的RNA類型。娛樂城評價 資源稀缺,細菌大腸桿菌需要減慢其生長速度。研究人員使用低溫電子顯微鏡(cryo-EM)捕獲了與DNA複合的RNA聚合酶的結構,並顯示了其活性如何響應不良的生長條件而改變。該雜誌發表了一篇描述賓夕法尼亞州立大學科學家領導的研究的論文 自然通訊賓夕法尼亞州立大學生物化學和分子生物學教授,研究團隊負責人村上克彥說:“ RNA聚合酶是一種利用DNA編碼信息產生多種RNA的酶。 “這是分子生物學中心教條中的關鍵步驟之一:將遺傳信息從DNA轉移到RNA,而後者反過來又通常編碼蛋白質。這是生命所必需的,而且這一過程基本上是由細菌傳播給人類的。我們很感興趣在理解如何改變RNA聚合酶的結構以調節其活性和功能時,但是使用傳統方法(如X射線晶體學)很難捕獲,該方法需要結晶樣品以確定其結構。被稱為“啟動子”的DNA序列出現在即將被製成RNA的基因的開始附近。為了了解這種相互作用過程中聚合酶的結構和功能,研究人員需要捕獲與啟動子DNA結合的聚合酶,但是在某些啟動子上相互作用可能非常不穩定。如果復合物非常穩定,晶體學只能捕獲與啟動子結合的RNA聚合酶,但是對於核醣體RNA啟動子,這種相互作用趨於不穩定,因此聚合酶可以迅速逃脫以開始製造RNA。為了觀察這些相互作用,研究人員轉向了cryo-EM,這是一種使他們能夠可視化溶液中大分子結構的方法。”當談到RNA時,大多數人會想到信使RNA(mRNA),這是製造蛋白質的模板”,村上隆說。 “但是細胞中最豐富的RNA類型實際上並不編碼蛋白質。核醣體RNA是核醣體的主要結構成分,核醣體是利用信使RNA作為模板來構建蛋白質的細胞機制。核醣體RNA合成娛樂城推薦s佔大腸桿菌細胞總RNA合成的70%。”當細胞分裂時,大腸桿菌在富營養的生長條件下每20分鐘可以完成一次分裂,它需要為兩個子細胞提供足夠的核醣體發揮功能,因此它會不斷製造核醣體RNA。從每個核醣體RNA啟動子每1.7秒開始核醣體RNA合成。因此,聚合酶必須瞬時結合核醣體RNA啟動子,以便快速進入核醣體RNA合成步驟。對於晶體學方法而言,這不是理想的方法,但是在低溫EM研究中,我們可以捕獲這種相互作用,並且實際上可以在單個樣品中看到相互作用的幾個不同階段。“研究人員能夠確定三個RNA聚合酶-啟動子復合物在兩個不同階段的三維結構:一個是在DNA仍“閉合”時,即在分離DNA分子的兩條鏈以允許進入模板鏈之前(它們稱為閉合複合物) ,當DNA是“開放的”(稱為開放複合物)並準備好開始進行RNA合成時。“我們發現聚合酶部分的構象變化很大,稱為?村上隆說:“它與啟動子DNA結合時具有σ因子,這是前所未有的。這種變化打開了一個門,使DNA進入聚合酶的縫隙並迅速形成開放複合物。”由於資源有限,我們需要減慢其生長速度,這兩個分子-一個稱為DksA的全球轉錄調節因子和一個名為ppGpp的細菌信號分子-直接與聚合酶結合以減少核醣體RNA的產生。 “ DksA和ppGpp與聚合酶的結合會改變其構象,從而阻止了門的打開,因此,聚合酶必須遵循另一種途徑來形成聚合酶,從而改變聚合酶的構象並以啟動子特異性的方式影響其活性。”村上隆說:“這不是核醣體RNA啟動子的理想途徑,因此減慢了它的活性。看到這些直接改變的聚合酶構象變化令人興奮娛樂城推薦功能後果。如果沒有cryo-EM,我們將無法做到這一點,因此,我非常感激能夠在賓州州立大學使用此技術,以優化實驗條件以製備cryo-EM標本,然後再將其發送到NCI的National Cryo-EM Facility / NIH用於高分辨率數據收集。我們是g娛樂城能夠繼續分析以前難以接近的細胞成分和復合物。”參考:Shin Y,Qayyum MZ,Pupov D,Esyunina D,Kulbachinskiy A,村上KS。核醣體RNA轉錄調控的結構基礎。《自然通訊》,2021年。 ; 12(1):528。doi:10.1038 / s41467-020-20776-y。本文已根據以下材料重新發布:注意:材料的長度和內容可能已被編輯,有關更多信息,請聯繫引用的內容資源。