科学家发现一种基于停滞核糖体的分子计时器

从罗蒙诺索夫莫斯科国立大学的分子生物学家和国际的同事发现了一种特殊的蛋白质合成机制监管,他们被称为“分子计时器。”它控制一个细胞产生的蛋白质分子的数量,防止产生额外的分子。等药物,当激活一个计时器可以帮助有效地对抗癌症肿瘤。该研究报告在《自然》杂志上。

遗传信息编码在DNA复制的分子信使核糖核酸(mRNA)之后,蛋白质合成。每个氨基酸蛋白质对应于三个核苷酸mRNK(一个三个一组)。一个细胞器负责蛋白质合成被称为核糖体。分子机器,由亚微粒子,一个大,一个小(每个组成核糖体RNA和众多的蛋白质)。一个信号蛋白合成是由三个停止密码子。在大多数活体这些是佐治亚大学,UAA,UAG(U-uracil,A-adenine G-guanine)。信使rna分子总是长于阅读袒胸露臂元素包含关于蛋白质的基因信息。不编码任何相关蛋白质信息的元素被称为翻译(或非编码)地区。在哺乳动物中,他们往往远远大于阅读框架,可以包含成千上万的核苷酸。鉴于信使rna合成是一个能源消耗的过程,科学家们一直在思考这些巨大的目的,翻译的地区。

今天我们知道,非编码区域调节mRNA的生命周期。与DNA,信使rna分子被破坏后的细胞。他们中的一些人住很长的合成后,和其他分解在几分钟。信使核糖核酸的翻译地区往往在这个过程中扮演着重要的角色。

这些地区的另一个重要的功能是调节蛋白质合成。有许多的例子非编码mRNA地区与调控蛋白绑定(或短RNA)抑制或刺激蛋白质合成,从而使细胞把蛋白质合成在一个特定的信使RNA分子。它是一个重要的功能,根据不同的环境条件下,细胞需要一个特定的蛋白质。综合监管的任何异常都可能导致无法控制蛋白质的一代。例如,放松管制的蛋白质负责细胞分裂可能导致无尽的新细胞的生长,这是癌症的特点。

在研究了监管的mRNA的翻译Amd1酶,多胺的生物合成的关键因素(聚合物包含胺组),一组科学家来自科克大学、哈佛医学院罗蒙诺索夫莫斯科国立大学和犹他大学人类遗传学的发现了一种新的蛋白质合成的调控机制。

“我们已经知道了很长一段时间,很难核糖体合成某些三胞胎的序列,”解释德米特里•安德列夫Belozersky科学研究所的高级研究员的物理和化学生物学,密歇根州立大学。“因此,当遇到这样一个序列,核糖体mRNA分子可能会停滞不前。这将导致所有核糖体停止后,不能跳过他们的好友停滞不前,和蛋白质合成是暂停。Amd1监管我们的研究过程中,我们发现了一个停止的信号。我们感兴趣为什么它是坐落在终止密码子后的Amd1阅读框。这是做什么?”

翻译在蛋白质合成机制应避免任何错误错误的蛋白质对细胞造成伤害。然而,它的精度是有限的。核糖体,达到阻止一种氨基酸的密码子可能读错误,进一步合成蛋白质。这种情况发生的概率很低。科学家认为,这相当于百分之一的一小部分。然而,终止密码子的阅读理解是一个关键的新Amd1监管机制。

机制被发现使用核糖体分析,基于质量的识别方法的信使rna片段核苷酸序列(基因)与核糖体反应。允许的方法研究蛋白质合成在一个细胞全基因组水平。后来,传统记者的机制进行了研究使用constructions-clusters由基因和报告基因,显示了一个细胞的基因表达水平。本例中的报告基因荧光素酶(一种酶,这种酶触发反应导致发光)绿色荧光蛋白(GFP)。

研究小组发现,大约在60核糖体穿过Amd1的终止密码子,但过了一段时间,摊位上的“错误”序列。这是不坏,但下一个核糖体穿过终止密码子的摊位。核糖体队列,直到到达终止密码子。当它发生时,蛋白质的生产停止。

“我们叫这种监管机制分子计时器,”安德列夫说。“这样一个信使rna分子有一个内置的机制,调节合成的数量蛋白质分子非常精确。即使核糖体频繁这信使rna,终止密码子的阅读,进一步拖延(分子计时器)将关闭蛋白质合成后的循环次数。”

Amd1有致癌性质。它已经证明了在细胞可能导致过度生产咄咄逼人和转移的肿瘤的生长。如果我们学会打开定时器,调节其合成(例如,加强阅读的终止密码子)和药物,这可能成为一种新的治疗方法。一些药用药基于终止密码子的激活阅读已经被开发出来,其中一个已经批准在欧洲治疗杜氏的萎缩症。

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